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2026-02-08 01:01:00
昨年、天文学者たちは次のことに魅了されました。 暴走する小惑星 はるか彼方のどこかから私たちの太陽系を通過します。秒速約68キロメートルで移動しており、これは太陽の周りを地球の速度の2倍強に相当する。
それがもっと大きくて速いものだったら、つまり秒速 3,000 km ほどで移動するブラック ホールだったらと想像してみてください。その強烈な重力が外惑星の軌道をノックし始めるまで、私たちはそれが来るのを見ることはなかったでしょう。
これは少しばかげているように聞こえるかもしれませんが、過去 1 年間で、そのような訪問者が不可能ではないことを示すいくつかの証拠が集まりました。天文学者らは、超大質量ブラックホールの暴走が他の銀河を突き破る明らかな兆候を目撃しており、さらに小型で検出不能なブラックホールの暴走も存在する可能性があるという証拠を発見した。
暴走ブラックホール: 理論
物語は 1960 年代に始まります。当時、ニュージーランドの数学者ロイ・カーは、次のようなアインシュタインの一般相対性理論の方程式の解を発見しました。 回転するブラックホール。これにより、ブラックホールに関する 2 つの重要な発見がもたらされました。
まず、「毛なし定理これは、ブラック ホールが質量、スピン、電荷という 3 つの特性によってのみ区別できることを示しています。
2 番目については、エネルギーには質量があるというアインシュタインの有名な公式 E = mc ² について考える必要があります。ブラック ホールの場合、カーの解は、ブラック ホールの質量の 29% もが回転エネルギーの形をとる可能性があることを示しています。
イギリスの物理学者ロジャー・ペンローズ 50年前に推測された ブラックホールのこの回転エネルギーは解放される可能性があるということです。回転するブラック ホールは、膨大な量の回転エネルギーを放出できる電池のようなものです。
ブラックホールは、同じ質量の星よりも約 100 倍多くの抽出可能なエネルギーを含むことができます。 2 つのブラックホールが合体して 1 つになった場合、その膨大なエネルギーの多くが数秒以内に放出される可能性があります。
回転する 2 つのブラックホールが衝突して合体し、重力波を生成するときに何が起こるかを理解するには、スーパーコンピューターによる 20 年にわたる骨の折れる計算が必要でした。
ブラックホールの回転方法に応じて、重力波エネルギーは他の方向よりも一方向にはるかに強く放出され、ブラックホールがロケットのように反対方向に発射されます。
衝突する 2 つのブラック ホールの回転が正しい方向に揃っていれば、最後のブラック ホールはロケットのような推進力で秒速数千キロメートルの速度まで加速することができます。
本物のブラックホールから学ぶ
LIGO と Virgo の重力波観測所が 2015 年に、衝突するブラック ホールのペアによって発せられる重力波のゴー音やチャープ音を検出し始めるまで、これらはすべて理論でした。
最もエキサイティングな発見の 1 つは、ブラック ホールの「リングダウン」です。これは、新しく形成されたブラック ホールの音叉のような鳴りが、その回転について教えてくれます。回転が速いほど、音が長くなります。
合体するブラックホールの観察がますます良くなり、ブラックホールのペアのいくつかがランダムな向きのスピン軸を持ち、それらの多くが非常に大きなスピンエネルギーを持っていることが明らかになりました。
これらすべては、暴走ブラックホールが現実に存在する可能性があることを示唆しています。光速の 1% で移動するそれらの宇宙空間を通る軌道は、銀河内の星の曲線軌道には従わず、ほぼ直線になります。
暴走ブラックホールが野生で発見される
これにより、シーケンスの最終ステップ、つまり暴走ブラック ホールの実際の発見が行われます。
比較的小さな暴走ブラックホールを探すことは困難です。しかし、100万または10億の太陽質量を持つ暴走ブラックホールは、銀河を通過する際に周囲の星やガスに大きな混乱を引き起こすだろう。
ジェット機の後に雲の飛行機雲が形成されるのと同じように、星間ガスから形成される星の飛行機雲がその後に残ると予測されています。星は、通過するブラックホールに引き寄せられたガスや塵が崩壊することで形成されます。これは、暴走ブラックホールが銀河を横切る過程で、何千万年も続くことになる。
暴走するブラックホールは、その後に次々と新しい星を残します。 (ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡/van Dokkum 他/arxiv/2025)
2025 年、いくつかの論文で、以下の画像のような銀河内の星の驚くほどまっすぐな縞の画像が示されました。これらは暴走ブラックホールの有力な証拠であると思われる。
イェール大学の天文学者ピーター・ファン・ドックムが率いるある論文では、ジェームズ・ウェッブ望遠鏡で撮影された、驚くほど明るい飛行機雲を持つ非常に遠い銀河について記述されています。 長さ20万光年。この飛行機雲は、ブラック ホールが通過する際のガスの重力圧縮から予想される圧力効果を示しました。この場合、太陽の 1,000 万倍の質量を持つブラック ホールが秒速約 1,000 km で移動していることを示唆しています。
別の人が説明します 長くて真っ直ぐな飛行機雲 NGC3627と呼ばれる銀河を横切っています。これは、太陽の質量の約 200 万倍で、秒速 300 km で移動するブラック ホールによって引き起こされた可能性があります。飛行機雲の長さは約25,000光年です。
これらの非常に巨大な暴走体が存在するのであれば、その小さないとこも存在するはずです。重力波の観測によれば、それらの一部は強力な蹴りを生み出すために必要な反対の回転を伴って集合することが示唆されているからです。その速度は、銀河間を移動できるほど十分に速いです。
したがって、銀河を突き抜け、銀河間を引き裂く暴走ブラックホールは、私たちの驚くべき宇宙の新しい要素です。太陽系に出現し、壊滅的な結果をもたらす可能性も不可能ではありません。
私たちはこの発見のために眠れなくなるべきではありません。確率はごくわずかです。これは、私たちの宇宙の物語が以前よりも少し豊かになり、もう少しエキサイティングになったことを示すもう 1 つの方法です。
デビッド ブレア、ARC 重力波発見センター 名誉教授、OzGrav、 西オーストラリア大学
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