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ブラックホール

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1: 2018/10/10(水) 16:33:54.91 ID:CAP_USER
遠方の超新星のデータを分析した結果、ダークマターの正体がブラックホールだったとしてもその割合はせいぜい40%程度にしかならず、ダークマターの大部分がブラックホールからなる可能性は低いことがわかった。

【2018年10月9日 カリフォルニア大学バークレー校】

ダークマター(暗黒物質)は天文学で最も厄介な難問の一つだ。宇宙にある物質の84.5%がダークマターであることはわかっているが、その正体となる物質を検出した者はいない。

ダークマターの候補として挙がっている物質は、「アクシオン」のような非常に軽い粒子から「MACHO」(銀河ハローに存在するかもしれない大質量でコンパクトな天体)まで、質量の範囲で90桁にもおよぶ。MACHOの一例としては、宇宙誕生の直後に作られ、太陽の数十倍から数百倍の質量を持つとされる「原始ブラックホール」も含まれる。

理論家の中には、ダークマターは複数の粒子や天体からなるという説を唱える人もいる。しかし、互いに無関係の成分がダークマターの中にいくつもあるとすると、それぞれについて起源の説明が必要となり、モデルが非常に複雑になってしまう。

「ダークマターが、非常に重いブラックホールと非常に軽いブラックホールの2種類からなる、またはブラックホールと未知の粒子からなると考えることもできます。しかしそうすると、片方の成分はもう片方の成分に比べて1個あたりでは何桁も質量が大きいことになり、にもかかわらずトータルの質量では同じくらい存在しなくてはなりません。天体から顕微鏡レベルのものまで、あるいは宇宙で最も軽い粒子まで考えられるので、非常に説明が難しくなります」(米・バークレー宇宙論物理学センター Miguel Zumalacárreguiさん)。

バークレー宇宙論物理学センターのZumalacárreguiさんとUroš Seljakさんは、遠くにある天体から来た光が地球に届く途中で何らかの重力源に曲げられて増光する「重力レンズ効果」に着目した。ブラックホールやMACHOがもし宇宙にたくさんあれば、遠方で起こったIa型超新星の光にこうした重力レンズが影響を与えるはずだ。Ia型超新星は爆発後の最大光度がどれも同じになるため、宇宙の距離を測る標準光源として使われている。

Zumalacárreguiさんは「Joint Lightcurve Analysis」と「Union 2.1」という2通りの超新星カタログを使い、前者では580個、後者では740個の超新星について、明るさと距離の統計解析を行った。彼らは、もしダークマターの正体がブラックホールやMACHOなら、超新星の増光・減光のタイプから予測される明るさよりも0.1〜1%ほど明るく見えるものが8個は存在するはずだと推定したが、解析の結果、実際にはそうした超新星は一つも見つからなかった。

この結果からZumalacárreguiさんたちは、原始ブラックホールやMACHOは、仮に存在するとしても宇宙のダークマターのたかだか約40%を占めるにすぎないと結論した。さらに、「Pantheonカタログ」と呼ばれる別の超新星カタログで1048個の明るい超新星を用いた最新の解析では、より厳しい23%という上限値が得られている。

■手前のブラックホール(中央)によって超新星(左下)とその母銀河の像が重力レンズ効果で歪められ、実際より明るく見えるようすを表したイラスト
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2018/10/14042_lens.jpg
■超新星と観測者の間にブラックホールがあると、その重力によって超新星からの光の経路が曲げられ、光を増光するレンズの役割を果たす
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2018/10/14043_supernova.jpg

〈参照〉
UC Berkeley:Black holes ruled out as universe’s missing dark matter
http://news.berkeley.edu/2018/10/02/black-holes-ruled-out-as-universes-missing-dark-matter/
Physical Review Letters:Limits on Stellar-Mass Compact Objects as Dark Matter from Gravitational Lensing of Type Ia Supernovae 論文
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.141101

http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10214_darkmatter


続きはソースで
images


引用元: 【宇宙】ダークマターの正体はブラックホールではなさそう 遠方の超新星のデータを分析した結果[10/09]

ダークマターの正体はブラックホールではなさそう 遠方の超新星のデータを分析した結果の続きを読む

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1: 2018/10/11(木) 21:49:21.11 ID:CAP_USER
■動画
Supercomputer Simulation Reveals Supermassive Black Holes https://youtu.be/uDhDZi9Qxhk



よーわからんけどカッコいいぃぃ。重力レンズゥゥゥ!

NASAが新しいスパコンにアインシュタインの相対性理論を採り入れ、ふたつの超大質量ブラックホールがグルグルと回転する様子をシミュレートしました。

このシミュレーションにより、科学者たちにとってブラックホールが融合時にどのように動き、かつどのように光を発するのか? その理解が深まるようになっています。

これは銀河が合併する凄まじい宇宙イベントですが…チョイチョイ起こる現象だというからオドロキです。

動画によりますと、一番外側の輪はガスで、ぶつかり合うふたつのディスクの中心がブラックホールとのこと。回転するに従い、ガスが環状の軌跡を描くのです。ちなみに、ディスクがぶつかる接点の黒丸は、シミュレートされないエリアなんですって。実際はここどうなってるんでしょうね?

■回転時に見られるもの
磁力と重力がガスを熱くさせ、赤外線とX線の光を放出します。ですが我々の視点では真横から見ることになり、過密な重力が宇宙時間を歪めるのです。それが重力レンズ効果を生み、ブラックホール及びガスの球がすれ違うたびグニャグニャに見えることに…。

■しかし誰も見たことがない
チョイチョイ起こる現象だという割には、実は地球上の科学者たちは誰もふたつの超大質量ブラックホールが合体する様子を見たことがないんですって。なぜならそれは、この地球からあまりに遠すぎる銀河で起こっているから。

続きはソースで

360-degree Simulated View of the Sky Between Two Supermassive Black Holes https://youtu.be/Em4OFLjMux0


https://assets.media-platform.com/gizmodo/dist/images/2018/10/05/181005_blackhopes-w1280.jpg

https://www.gizmodo.jp/2018/10/nasa-simulations.html
ダウンロード (1)


引用元: 【宇宙】〈動画〉正気を失いそう。NASAがふたつの超大質量ブラックホールが融合する姿をシミュレートした動画が控えめに言ってヤバい

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1: 2018/08/18(土) 15:51:29.47 ID:CAP_USER
 はじめにブラックホールというと、周りの天体すべてを飲み込み、光さえも飲み込んで2度と外に戻ることがないイメージがある。例えば地球を脱出して宇宙に飛び出すためには、秒速約11キロメートルの速度が必要である。ところがブラックホールの場合は最低でも光の速度、秒速30万キロメートルの速度を出しても外に抜け出せないということになる。

 また地球をブラックホールにしようとすると、質量は同じでも直径が2センチメートルのビー玉くらいの大きさになるという。同じように太陽の場合で考えると、直径6キロメートルにギュウギュウにつぶすと太陽質量のブラックホールになると計算できる。つまりブラックホールは、とても重くてとてつもなく密度が濃いことがわかる。

 そのような異常な天体ブラックホールであるが、大きく分類分けすると、普通の恒星質量のブラックホール(太陽質量の10~数十倍)、銀河の中央に輝く超巨大ブラックホール(太陽質量の100万倍以上)、そしてその中間の質量のブラックホールと3種類あると言われている。今回は「中間質量ブラックホール」を発見するという研究が、2つのチームで行われたとNASAが10日に発表した。

続きはソースで

https://nordot-res.cloudinary.com/t_size_l/ch/images/403131469398131809/origin_1.jpg

財経新聞
https://this.kiji.is/403131533508084833?c=386460825332876385
ダウンロード (3)


引用元: 中間質量ブラックホールの調査に踏み出した科学者たち[08/18]

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1: 2018/07/27(金) 13:13:26.90 ID:CAP_USER
【7月27日 AFP】
国際天文学者チームは26日、超大質量ブラックホールがその近くを高速で通過する恒星に及ぼす重力の影響を観測することにより、理論物理学者アルバート・アインシュタイン(Albert Einstein)が提唱した一般相対性理論の予言の1つが正しいことを初めて確認したとする研究結果を発表した。

 アインシュタインは、音波の波長が伸び縮みすることで通過する列車の音の高さが変化するように聞こえるのと同様に、大きな重力によって光の波長が伸びる可能性があると予測していた。

 独マックス・プランク地球外物理学研究所(Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)が主導する国際研究共同体「GRAVITY」の研究者らは、太陽系を含む天の川銀河(銀河系、Milky Way)の中心にあるブラックホール「射手座A*(Sagittarius A*)」を使えば、アインシュタインの理論を検証するための「申し分のない実験室」ができることに気が付いた。

 ブラックホールは光すら抜け出せないほど強力な重力を持つ極めて高密度の天体。
超大質量ブラックホールの射手座A*は太陽の400万倍の質量を持ち、銀河系で最大のブラックホールとされている。

 研究チームは、5月19日に射手座A*の近くを通過した「S2」と呼ばれる恒星を追跡観測した。S2の移動速度は時速2500万キロ超に及んだ。

 研究チームはさまざまな測定機器を用いてS2の速度と位置を算出し、アインシュタインの予測と比較した。
アインシュタインは重力の影響で光の波長が長くなる「重力赤方偏移」と呼ばれる現象を予言していた。
この赤方偏移はニュートン物理学では説明できない。

続きはソースで

(c)AFP

http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/b/c/810x540/img_bca707809c0d7179a6f79dbd2a9145e6101067.jpg

AFP
http://www.afpbb.com/articles/-/3183982
ダウンロード


引用元: 【物理学】「アインシュタインは正しかった」 相対性理論の予言の一つを初確認[07/27]

「アインシュタインは正しかった」 相対性理論の予言の一つを初確認の続きを読む

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1: 2018/07/16(月) 21:04:23.66 ID:CAP_USER
ニュートリノとは、太陽などで起きる核融合反応や超新星爆発などから発生する素粒子です。
そのニュートリノを観測するための観測所が南極のアムンゼン・スコット基地の地下には存在しているのですが、同観測所で2017年9月に観測されたニュートリノが、「39億光年先のブラックホールから飛来したもの」だったことが判明しました。

Neutrino emission from the direction of the blazar TXS 0506+056 prior to the IceCube-170922A alert | Science
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/07/11/science.aat2890

The IceCube Neutrino Detector at the South Pole Hits Paydirt - IEEE Spectrum
https://spectrum.ieee.org/tech-talk/aerospace/astrophysics/the-icecube-neutrino-detector-at-the-south-pole-hits-paydirt

ニュートリノは他の物質と反応しにくいため、非常に観測が難しい素粒子であることが知られており、大規模な観測施設でのみ検知することが可能です。
ニュートリノを観測するために作られたアイスキューブ・ニュートリノ観測所では、面積が1平方kmを超える正六角形の範囲を持つ南極の氷に、圧力をかけた熱水ドリルで深さ2450mの穴を86個垂直に掘り、60個の光学センサーモジュールが搭載された細い棒を差し込んであります。
光学モジュールは棒に対して17m間隔で搭載されており、氷の表面から地下1450m~2450mの範囲に全てのモジュールが配置されるように調整されているとのこと。

その後、穴の中の水が再び凍って元通りの氷になれば、巨大な氷と一体となった立体型の観測所ができあがります。
光学モジュールは圧力に耐えられるように、バスケットボール大のホウケイ酸ガラスに封入されており、中にはデータを送信するための集積回路・電源・磁気シールドなどが内蔵されています。

ニュートリノが透明な氷の中の原子に衝突すると、ミュー粒子という電子よりも重い素粒子が放出されます。
光は氷の中で真空中と比較して24%遅い速度で進むため、氷の中で放出されたミュー粒子は氷の中を進む光よりも速く移動するとのこと。
局所的に光速を超えるスピードで粒子が移動すると、チェレンコフ光という青い光が生じます。
アイスキューブ・ニュートリノ観測所の光学モジュールは、このチェレンコフ光を検出することができる施設となっています。

アイスキューブ・ニュートリノ観測所では、ニュートリノによる反応を検知するとアラートを発し、世界中の科学者がニュートリノの発生源を探るように周知されています。
もっとも、ニュートリノが原子と衝突することは非常にまれであり、研究者らが寿命を迎えるまでにほんのわずかなチャンスを逃さないようにと、アイスキューブ・ニュートリノ観測所が設置されたわけです。チェレンコフ光は氷中の気泡によって発散してしまうため、アイスキューブを構成する光学モジュールは圧力がかかり、氷から気泡が閉め出される地下に埋められているのです。
https://i.gzn.jp/img/2018/07/13/south-pole-icecube-neutrino-detector/01_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180713-south-pole-icecube-neutrino-detector/

続きはソースで
ダウンロード (2)


引用元: 【物理学】南極地下で観測されたニュートリノが39億光年先のブラックホールから飛来したものと判明[07/13]

南極地下で観測されたニュートリノが39億光年先のブラックホールから飛来したものと判明の続きを読む

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1: 2018/07/02(月) 11:28:52.13 ID:CAP_USER
世界で初めて、ブラックホール連星系からの偏光の硬X線による高信頼性の観測に成功した。
ブラックホールに吸い込まれる直前、わずか100kmの距離での物質の幾何構造がこれにより判明したのである。

 研究に名を連ねているのは、広島大学大学院理学研究科の高橋弘充助教、宇宙科学センターの水野恒史准教授、東京大学大学院理学系研究科釡江常好名誉教授、名古屋大学宇宙地球環境研究所田島宏康教授、早稲田大学理工学術院先進理工学研究科片岡淳教授ら、日本とスウェーデンのPoGO+(ポゴプラス)国際共同研究グループである。

 同グループは、ブラックホール連星系である「はくちょう座X-1」からの硬X線放射の偏光観測を実施した。

 この観測はこれまで技術的に困難であると考えられていたのだが、X線やガンマ線の偏光観測を、直径100メートルに膨らむ気球に搭載することで実現し・・・

続きはソースで

■「はくちょう座X-1」の想像図(ESAより)。(画像:広島大学発表資料より)
https://www.zaikei.co.jp/files/general/20180701010357CNx0a.jpg

財経新聞
https://www.zaikei.co.jp/article/20180701/451068.html
ダウンロード (6)


引用元: 【宇宙】広島大学ら、ブラックホールに吸い込まれる直前の物質を世界で初めて観測[06/29]

広島大学ら、ブラックホールに吸い込まれる直前の物質を世界で初めて観測の続きを読む
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