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2024-10-19 09:13:00
NASA の IXPE ミッションによる最近の発見は、ブラック ホールに向かう物質の流れにおいて重要なプラズマ構造であるコロナについての洞察を提供します。 (NASA)
最新ミッションDATA NASA IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) は、重要な構造の形状と特性についての新たな洞察を提供します。 ブラックホールそれをコロナといいます。
コロナは変化するプラズマの領域であり、ブラック ホールに向かう物質の流れの一部ですが、その理解はまだ理論的です。新しい結果はコロナの形状を初めて明らかにし、ブラックホールの栄養と維持におけるコロナの役割を科学者が理解するのに役立つ可能性がある。
巨大な重力のために光が逃げることができない多くのブラック ホールは、破片で満たされたガスの渦である降着円盤に囲まれています。一部のブラックホールには相対論的ジェットも存在します。これは、周囲の物質を積極的に消費しているブラックホールによって高速で宇宙に投げ込まれる、超強力な物質の爆発です。
おそらく、あまり知られていないのは、「食べる」ブラックホールにも、太陽や他の星のコロナと同様の、非常に熱いコロナがあることです。星の外部大気である太陽のコロナは華氏約180万度の温度で燃えますが、ブラックホールのコロナの温度は数十億度に達すると推定されています。
天体物理学者らはこれまでに、恒星質量ブラックホール（星の崩壊によって形成されたもの）と、天の川銀河の中心にあるような超大質量ブラックホールの間にコロナがあることを確認している。
「科学者たちは、コロナの組成と形状について長い間推測してきました」と、アラバマ州ハンツビルにあるNASAマーシャル宇宙飛行センターの博士研究員であり、新たな発見の筆頭著者であるリニー・サード氏は語る。 「それはブラック ホールの上下にある球体でしょうか、それとも降着円盤によって生成された大気でしょうか、それともジェットの根元にあるプラズマでしょうか?」
IXPE は、X 線偏光を専門としています。X 線偏光は、最も強力なエネルギー源の形状や構造をマッピングするのに役立つ光の特性であり、物体が小さすぎたり、明るすぎたり、遠すぎて直接見ることができない場合でも、内部の仕組みを照らします。 。
皆既日食中に太陽のコロナを安全に観察できるのと同じように、IXPE はブラック ホール降着の幾何学、つまり降着円盤の形状と構造、およびコロナを含む関連構造を明確に研究する方法を提供します。
「X線偏光は、ブラックホールの降着形状を調べる新しい方法を提供します」とサーデ氏は述べた。 「ブラックホールの降着形状が質量に関係なく類似している場合、偏光特性についても同様であると予想されます。」
IXPEは、コロナの特性が偏光を通じて直接測定できるすべてのブラックホールの中で、コロナが降着円盤と同じ方向に伸びていることが判明したことを示し、初めてコロナの形状と明確な手がかりを提供した。降着円盤との関係の証拠。これらの結果は、コロナが円盤の上に浮かぶ街灯のような形をしている可能性を排除します。
研究チームは、16万5000光年以上離れた大マゼラン雲にある白鳥座X-1や白鳥座恒星ブラックホールを含む12個のブラックホールのIXPE観測データを研究した。
IXPEはまた、地球から1,300万光年離れたキルシヌス銀河の中心にあるブラックホールや、4,700万光年、約6,200万光年離れた銀河NGC 1068とNGC 4151にあるブラックホールなど、多数の超大質量ブラックホールを観測した。 、 それぞれ。
恒星質量ブラックホールの質量は通常、太陽の約 10 ～ 30 倍ですが、超大質量ブラックホールの質量は数百万倍から数百億倍になる場合があります。スケールに大きな違いがあるにもかかわらず、IXPE データは、両方のタイプのブラック ホールが同様の形状の降着円盤を作成することを示しています。
IXPEミッションの主任研究員である天体物理学者マーシャル・フィリップ・カレット氏は、この2種類の餌の与え方は大きく異なるため、これは驚くべきことだと述べた。
「恒星と同等の質量を持つブラックホールはその質量を伴星から引き剥がすが、超大質量ブラックホールは周囲のあらゆるものを飲み込む」と同氏は述べた。 「しかし、降着メカニズムは非常によく似た方法で機能します。」
これは興味深い見通しであるとサーデ氏は述べた。なぜなら、恒星質量ブラックホール（通常、そのはるかに巨大な親戚よりもはるかに地球に近い）の研究が、超大質量ブラックホールの性質についても新たな洞察を提供するのに役立つ可能性があることを示唆しているからである。
研究チームは今後、両方のタイプについて追加検査を実施したいと考えている。
サーデ氏は、これらの巨人のX線研究からはまだ学ぶべきことがたくさんあると予想している。 「IXPEは、X線天文学にとって、根底にある降着プロセスを解明し、ブラックホールに関する新たな発見を明らかにする久しぶりの機会を提供してくれました。」と彼は述べた。 (NASA/Z-3)
#NASAのIXPEミッションがブラックホールコロナの秘密を明らかにする