健康

巨大ブラックホール形成の瞬間が明らかに、満ち溢れた「火」

ジャカルタ、CNNインドネシア -- 形成の瞬間 ブラックホール 巨人（超大質量ブラックホール）は、 宇宙シミュレーション外観をチェックしてください。 巨大ブラックホールは太陽の何百万倍から何十億倍もの質量を持つ怪物であり、その周囲を渦巻くガスの円盤で知られています。 これらの円盤は、かつて引き裂かれてブラックホールに閉じ込められた星の残骸であり、実際には円盤自体がブラックホールに食べられている。しかし、科学者たちは、ブラックホールが実際にどのように円盤を食べているのかをまだ正確にはわかっていない。 広告 スクロールしてコンテンツを続ける たとえば、天体物理学者は、ブラックホールに吸い込まれた物質がなぜ深淵に落ちていかないのか、何十年もの間疑問に思ってきました。その代わりに、物質はすべて集まって高速で回転する熱い円盤を形成し、それがブラックホールに向かって螺旋状に進んでいきます。 この過程で、ディスクは重力エネルギーを熱に変換しながら光を発します。ディスクはブラックホールからの光の主な光源であり、ブラックホールが吸い込む物質が近くにある限り、ディスクは浮遊します。 しかし、新しいコンピューターシミュレーションによると、これらの降着円盤の存在は、各円盤がブラックホールの磁場によってほぼ完全に制御されているためである可能性が高いことが示唆されています。これらの磁場がガスを円盤の形状に導く可能性があります。 このシミュレーションは、カリフォルニア工科大学（Caltech）が率いる天体物理学者のチームによって実施された。チームの科学者らによると、このシミュレーションは、純粋なガスが初期宇宙から巨大ブラックホールの降着円盤内で終焉を迎えるまでの旅をたどる初めてのものだという。 科学者たちは、これらのシミュレーションが、質量、厚さ、物質が落下する速度など、降着円盤のさまざまな側面についての予測を改善するのに役立つと考えている。 「我々の理論によれば、円盤はクレープのように平らであるはずだ」とカリフォルニア工科大学の理論天体物理学者フィル・ホプキンス氏は、木曜（11月7日）のスペース誌を引用した声明で述べた。 「しかし、天文学的観測により、ディスクは実際には膨張していることが示されているため、これは真実ではないことが分かっています。シミュレーションにより、磁場がディスクの材料を支え、より滑らかにしていることが理解できるようになりました」と、同氏は続けた。 その後、ホプキンス氏と彼のチームは仮想の巨大ブラックホールに「超ズームイン」した。ブラックホールの力学を仮想的に模倣するために、研究者たちは銀河規模のさまざまな宇宙現象の物理学に関する情報を取り入れた。 これには、重力、暗黒物質、暗黒エネルギー（宇宙の大部分を構成する捉えどころのない物質）、そして星や銀河を支配する方程式が含まれます。 研究者らは、このようなシミュレーションの作成は計算上の課題であるだけでなく、複雑な物理学のすべてを処理できるコードも必要だと述べている。 ホプキンス氏によると、このシミュレーションはカリフォルニア工科大学における2つの主要な共同研究の成果だという。1つ目はFIRE（Feedback in Realistic Environments）と呼ばれ、宇宙の大規模構造に焦点を当てている。 一方、2 番目のコラボレーションは STARFORGE と呼ばれ、小規模構造を研究するように設計されています。どちらのコラボレーションでも、チームは以前のものより 1000 倍優れた解像度でシミュレーションを作成できます。 「私たちはこれを非常にモジュール化された方法で構築したので、特定の問題に対して物理学のどの部分でもオンとオフを切り替えることができますが、すべて互換性があります」とホプキンス氏は語った。 [Gambas:Youtube] 研究者たちはこのコードを使って、初期宇宙から太陽の1000万倍の質量を持つブラックホールをシミュレートした。シミュレーションはその後、絡み合った銀河の合体網を通り抜け、降着円盤に囲まれた活動的な巨大ブラックホール、つまりクエーサーに到達した。降着円盤は、宇宙で最も明るいクエーサーに匹敵する速度でブラックホールにガスを供給していることがわかった。 磁場はディスクから運動量を奪い、物質を自由に内側にらせん状に動かし、ブラックホールの事象の地平線、つまり「表面」に到達させますが、そこからは逃げることはできません。 「私たちのシミュレーションでは、ブラックホールの周囲にこれらの降着円盤が形成されるのがわかります」とホプキンス氏は声明で述べた。 「降着円盤を実際に見ることができていたら、私たちはとても興奮していたでしょう。しかし、本当に驚いたのは、シミュレーションされた円盤が私たちが何十年も考えていたものとは違っていたことです。」 (ティム/DMI) [Gambas:Video…