NASA の見事なアニメーションが巨大なスケールのブラック ホールを明らかに: ScienceAlert

NASAは 新しいアニメーションをドロップしました 超大質量ブラックホールが支配する空間のスケール感をリアルに感じていただけます。

これは宇宙の巨人です。 銀河の中心に位置する巨人。 永劫で測定された軌道ダンスで星が渦巻く重力コア。 それらは、スケールの下端にある太陽の質量の約 100,000 倍から始まり、最大で数百億の太陽質量に達する可能性があります。

これらの抽象的な数字はすべてうまくいっていますが、これらが実際にどれほど巨大であるかを視覚化するのは困難です. これは宇宙の大きな謎の 1 つです。いくつかのアイデアはありますが、どのようにしてそこにたどり着いたのかはよくわかっていません。

ハッブル宇宙望遠鏡の助けを借りて行われた直接測定では、100 以上の超大質量ブラック ホールの存在が確認されています。 理論天体物理学者ジェレミー・シュニットマンは言う NASA のゴダード宇宙飛行センターから。 「どのようにしてこれほどまでに大きくなったのでしょうか?銀河が衝突すると、中心のブラック ホールも最終的に合体する可能性があります。」

実際、ブラックホール自体は結局それほど大きくないかもしれません。 ブラックホールは、私たちが知っている宇宙で最も重い天体です。 それは非常にコンパクトであるため、数学的には特異点、つまり無限密度の一次元点としてしか説明できません。 それらの密度は非常に強いため、時空は重力によって歪められ、効果的にそれらの周りの閉じた球体になります。 この球体の中では、光でさえ脱出するのに十分な速度を持っていません。

これは、事象の地平線として知られるブラック ホールの境界について話すときに言及するものです。 ブラック ホールが大きいほど、シュヴァルツシルト半径として知られる事象の地平線によって定義される球の半径が大きくなります。 たとえば、太陽がブラックホールだったとしたら、 シュバルツシルト半径になります わずか 2.95 キロメートル (1.8 マイル)。

私たちが知る限り、最小のブラックホールはそれらの周りから始まります 太陽の質量の5倍大質量星の寿命が尽きて崩壊した核から形成された天体。 これらは恒星質量のブラックホールです。

恒星質量のブラック ホールの上限は、太陽の質量の約 65 倍です。 連星系不安定超新星 これにより、コアが完全に一掃され、ブラックホールに崩壊するものは何も残りません。

しかし、太陽質量の 65 倍を超える恒星質量を持つブラック ホールも確認されています。 それらは、ブラック ホールが衝突して合体したときに形成され、結合された質量を持つオブジェクトになります。 しかし、これらのブラックホールから超大質量ブラックホールに到達する方法は、多くの空きスペースです。 まさしく文字通り。 恒星質量ブラック ホールと超大質量ブラック ホールの間の質量範囲では、検出されたブラック ホールが奇妙に不足しています。

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しかし、超大質量ブラックホールにも巨大な範囲があります. NASA の新しいアニメーションは、J1601+3113 と呼ばれる矮小銀河のブラック ホールから始まり、その周りにブラック ホールをホストする、このスコープの見事な外観です。 100,000 太陽質量. これにより、シュヴァルツシルト半径は太陽のサイズの半分以下になります。 ブラック ホールの影は事象の地平線の周りの空間に広がり、その結果、その約 2 倍のサイズの暗い領域が生じます。つまり、ビデオでは、この影が太陽とほぼ同じサイズに見えることを意味します。

また、私たちの銀河の中心である射手座 A* には、約 430 万太陽質量の超大質量ブラック ホールが存在します。 M87* は、これまでに撮影された最初のブラック ホールであり、はるかに大きな質量を持っています。 53.7億太陽.

同じ銀河、NGC 7727 の中心には 2 つのブラック ホールもぶら下がっています。むかしむかし、NGC 7727 は 2 つの銀河でした。 銀河の中心にある 2 つのブラック ホール (それぞれ 1 億 5400 万の太陽質量と 630 万の太陽質量) が合体した今、新たに合体した銀河の中心に沈み、いつの日か合体する予定です。

これらのブラック ホールは、超大質量ブラック ホールが成長する 1 つの方法は、それらの合体が重力波を生成することであると天文学者が信じている大きな証拠です。 ただし、これらの合併の頻度は、現在のツールで検出するには低すぎます。

宇宙で知られている最大のブラック ホールの 1 つは、TON-618 として知られる怪物です。 2004 年、科学者たちはその質量を膨大なレベルまで測定しました 660億の太陽質量. ブラックホールには理論上の質量上限がある 500億の太陽質量、しかし、宇宙は理論的予測に逆らうことに非常に長けています。

この質量では、ブラック ホールのシュヴァルツシルト半径は 1,300 天文単位を超えることになります。 コンテキストとして、冥王星は太陽から約 40 天文単位の軌道を持っています。 こいつは太陽系を何百回も飲み込むだろう。

幸いなことに、それは非常に遠いです。 その光は 108 億年前のものと推定されているため、宇宙の片隅でダンクすることはありません。 「ふー」という大きな声で言うとき、私たちは皆のために話していると思います。