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ブラックホール

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1: 2019/03/15(金) 04:17:53.31 ID:CAP_USER
愛媛大学の松岡良樹氏が率いる国際研究チームは、国立天文台ハワイ観測所の「すばる望遠鏡」における最新鋭の観測装置「超広視野主焦点カメラ(HSC)」を使った観測で、地球からおよそ130億光年離れた遠い宇宙に83個という大量の「巨大ブラックホール」を新たに発見しました。

下の画像で拡大された正方形の範囲の中央、矢印が指し示す赤い点のような天体は、今回すばる望遠鏡が捉えたなかでも一番遠い、130.5億光年先にある巨大ブラックホールです。これまで見つかった最も遠い巨大ブラックホールまでの距離は131.1億光年で、その次は130.5億光年ですから、この発見は2位タイの記録ということになります。
https://sorae.info/wp-content/uploads/2019/03/fig1.jpg


画像を拡大しても見落としてしまいそうなほど小さな点として捉えられた巨大ブラックホールですが、宇宙初期の歴史を理解する上での大きなヒントとなりました。

そもそも、これほどまでに遠い宇宙の観測に挑戦するのはなぜなのでしょうか。それは、遠くにある天体ほど過去の姿を見せているという、広大な宇宙ならではの理由があるからです。

地球上では一瞬で届くように感じる光も、実際には秒速およそ30万kmという限られた速度でしか動けません。天文学で用いられる「光年」という単位は、光が1年間に移動する距離をもとに定められています。

そのため、100光年離れた天体から届いた光は、今から100年前にその天体から放たれた光ということになります。その天体の今この瞬間の姿はわかりませんが、代わりに過去の姿を観測できる、というわけです。

この制約でもあり利点でもある光の性質を利用すると、今からおよそ138億年前に始まったとされる宇宙の過去の様子さえも知ることができます。100億年前の宇宙について知りたければ、100億光年先の天体を観測すればいいからです。

今回の研究では、初期の宇宙における巨大ブラックホールが捜索されました。現在の宇宙では、太陽の100万倍から100億倍という途方もない質量を持った巨大ブラックホールが数多くの銀河の中心に存在していますが、ビッグバンにほど近い初期の宇宙では、現在はあまり見られない「超巨大」なブラックホールしか見つかっていませんでした。それよりも小さく、現在は普遍的な「巨大」ブラックホールは初期の宇宙に存在しなかったのか、それともその頃から同じように存在していたのかは、わかっていなかったのです。

そこで研究チームは、すばる望遠鏡の「超広視野主焦点カメラ」が300夜に渡って観測した膨大な数の天体から、巨大ブラックホールの存在を示す「クエーサー」という天体に注目しました。

クエーサーとは、周囲の物質を貪欲に飲み込むことで強烈な光を放つ、活発な巨大ブラックホールのことを指します。ブラックホール自身は光を放ちませんが、その周囲を飲み込まれそうになりつつ高速で回転するガスや塵が非常に強いエネルギーを放つことで、巨大ブラックホールが収まっている銀河全体よりも明るく輝いて見えるのです。

その結果、宇宙の誕生から10億年も経たない約130億光年という遠方に、これまで見つかっていなかった83個のクエーサーを新たに発見するとともに、過去に報告例のあった17個のクエーサーを再発見することに成功したのです。

下の画像は「超広視野主焦点カメラ」が捉えた合計100個のクエーサーを並べたものです。上から7段目までが新発見のクエーサーで、下の2段が再発見されたクエーサーとなります。

続きはソースで

https://sorae.info/wp-content/uploads/2019/03/fig4.jpg

https://subarutelescope.org/Pressrelease/2019/03/13/j_index.html

https://sorae.info/030201/2019_3_14_subarutelescope.html
ダウンロード (2)


引用元: 【天文学】「すばる望遠鏡」が130億光年彼方の巨大ブラックホールを大量に発見[03/14]

「すばる望遠鏡」が130億光年彼方の巨大ブラックホールを大量に発見の続きを読む

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1: 2019/03/16(土) 14:25:35.96 ID:CAP_USER
暗い闇夜に放ったサーチライトの様なこの天体は、おとめ座の方向約5500万光年先に位置する巨大楕円銀河「M87」です。直径が約12万光年あると推測されており、数兆個の星と約13000個もの球状星団を含んでいます。

この銀河の中心から長く伸びる青白い物体は、「M87」の中心にある太陽の数十億倍の質量を持つ超大質量ブラックホールから放出されたジェットです。

続きはソースで

https://sorae.info/wp-content/uploads/2019/03/opo0020a.jpg

https://www.spacetelescope.org/images/opo0020a/
https://sorae.info/030201/2019_3_15_m87.html
ダウンロード (2)


引用元: 【天文学】大質量ブラックホールから放たれるサーチライトの様な光速ジェット ハッブル宇宙望遠鏡[03/15]

大質量ブラックホールから放たれるサーチライトの様な光速ジェット ハッブル宇宙望遠鏡の続きを読む

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1: 2019/01/25(金) 16:55:03.97 ID:CAP_USER
億光年彼方で発生したガンマ線バーストのスペクトル解析や理論計算から、ガンマ線バーストを引き起こした極超新星に光速の30%以上もの高速成分が付随することなどが明らかになった。極超新星が光速ジェットにより起こる爆発現象であるという理論を支持する成果である。
【2019年1月24日 京都大学/レスター大学/アンダルシア天体物理学研究所】

宇宙で最も高エネルギーの爆発現象であるガンマ線バースト(とくに継続時間が数秒以上のもの)は、太陽が100億年かけて放出するエネルギーを軽々と上回るほどの莫大なエネルギーが数秒~数十秒程度の間に放出される。そのうち一部のガンマ線バーストは、超新星を伴って現れることが知られている。そのような超新星には、高速膨張する超新星放出物質によって作られる性質が見られることから、通常の超新星の10倍以上の爆発エネルギーを持つ「極超新星」と解釈されている。

標準的なモデルでは、ここまで激しい超新星爆発を説明することができない。そのため、非常に高速で回転するなど特殊な条件を満たした星が、一生の最期に中心部でブラックホールか非常に磁場の強い中性子星を形成し、それに伴って光速に近い速度のジェットが形成されるというモデルが提唱されている。

このモデルでは、ジェットのエネルギーの大部分が星全体を吹き飛ばすこと(極超新星の発生)に使われ、一部はほぼ光速に近い速度を保ったまま星を突き抜けてガンマ線を放出すること(ガンマ線バーストの発生)が示されている。この仮説が正しければ、光速に近い速度のガンマ線バーストのジェット成分と光速の10%程度の速度を示す極超新星成分のほかに、光速の数十%程度の速度の「コクーン」(cocoon:繭)が存在すると予測されるが、これまでの極超新星の観測でコクーン成分は確認されていなかった。

■ガンマ線バーストと極超新星の想像図(提供:Anna Serena Esposito)
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2019/01/15529_illustration.jpg

2017年12月5日、コップ座の方向でガンマ線バースト「GRB 171205A」が発生した。地球からの距離は約5億光年と、ガンマ線バーストとしては史上3番目の近さで、このような近傍ガンマ線バーストは10年に1回程度しか発生しない貴重な現象である。

京都大学の前田啓一さん、スペイン・アンダルシア天体物理学研究所のLuca Izzoさんたちの研究グループは、口径10mのスペイン・カナリア大望遠鏡と口径8mのチリ・VLT望遠鏡を用いて、可視光線波長におけるGRB 171205Aの詳細な追観測を即座に開始した。すると、ジェットとは異なる、主に可視光線で光る成分が爆発直後から存在することが確認された。

さらに、ガンマ線バースト発生の1日後には、極超新星で見られるような幅の広い吸収線が現れ始め、超新星「SN 2017iuk」と名づけられた。これまでガンマ線バーストに付随する超新星由来の成分が発見されたのは、最も早い例でも爆発の5日後であったことから、今回の観測は非常に重要な機会となる。

■コップ座の渦巻銀河に発生したGRB 171205A・SN 2017iuk(提供:カナリア大望遠鏡)
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2019/01/15530_sn2017iuk.jpg

アストロアーツ
http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10433_sn2017iuk

続きはソースで

(提供:Izzo et al. (2019) Nature、京都大学) 
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引用元: 【天体物理学】極超新星は光速ジェットにより引き起こされる、ガンマ線バーストのスペクトル解析や理論計算で証明[01/24]

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1: 2019/02/13(水) 14:00:35.81 ID:CAP_USER
 太陽系などがある天の川銀河の中心付近に、太陽の3万倍の質量を持つ中型のブラックホールがあることが分かったと、国立天文台などの研究チームが発表した。ブラックホールの進化の解明につながる可能性があるという。論文が米専門誌に掲載された。

 天の川銀河の中心には、太陽の400万倍の質量を持つ巨大なブラックホールがあるとされる。その近辺に、中型のブラックホールが存在する可能性が複数報告されているが、存在を示す確かな証拠は見つかっていなかった。

続きはソースで

https://www.yomiuri.co.jp/media/2019/02/20190213-OYT1I50036-1.jpg?type=large

ニフティニュース
https://news.nifty.com/article/technology/techall/12213-20190213-50202/
ダウンロード (4)

引用元: 【宇宙】質量は太陽の3万倍、中型ブラックホール発見[02/13]

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1: 2019/02/03(日) 12:08:24.41 ID:CAP_USER
重力レンズ効果によって複数像に見えるクエーサーを利用して、宇宙の膨張率を表すハッブル定数を推定した研究結果が発表された。
【2019年1月29日 カリフォルニア大学ロサンゼルス校】

宇宙がどのくらいの速度で膨張しているのかを表す「ハッブル定数」は、遠方銀河の大きさや宇宙の年齢を決定するうえで重要な値だ。様々な観測によってその正確な値を知る研究が続けられており、推定値は67-73km/s/Mpc(1メガパーセク(約326万光年)離れた2点間の距離が毎秒67-73km広がる)の範囲にあるものの、確実な答えはまだ得られていない。

ハッブル定数を導出する方法のほとんどは、天体までの距離と、その天体の後退速度(私たちから遠ざかる速度)の2つの情報を元にしている。米・カリフォルニア大学ロサンゼルス校のSimon Birrerさんたちの研究チームは、これまでにハッブル定数の距離の計算に利用されていない光源として、クエーサーを用いた研究を行った。クエーサーとは、中心の大質量ブラックホールによって莫大なエネルギーを中心部から放射し明るく見える銀河である。

Birrerさんたちがとくに注目したのは、1つのクエーサーの像が複数になって見えているような天体だ。

クエーサーと私たちとの間に別の銀河が存在すると、その中間の銀河の質量が生み出す重力レンズ効果によって、クエーサー像が複数に見えることがある。

続きはソースで

アストロアーツ
http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10456_constant
ダウンロード (3)


引用元: 【天体物理学】二重クエーサー像の観測から宇宙の膨張率を表すハッブル定数を推定した研究結果が発表[01/29]

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1: 2019/01/11(金) 22:03:20.34 ID:CAP_USER
■奇妙な超新星を観測、「これをずっと待っていました」と天体物理学者

 今から2億年以上前、地球上では恐竜たちが闊歩していた頃、1つの大質量星が断末魔の苦しみにもがいていた。最後の大爆発は非常に珍しいタイプのもので、昨年6月にその光がついに地球に到達すると、天文学者たちは頭を抱えた。

 今回、謎の閃光の起源が解き明かされたかもしれない。45人の天文学者からなる研究チームは、「Cow(カウ、牛の意)」というあだ名をもらった奇妙な超新星の観測データを検討し、この爆発は、死にゆく星がブラックホールを生み出す瞬間を初めてとらえたものかもしれないと主張している。

 チームリーダーである米ノースウェスタン大学の天体物理学者ラファエラ・マルグッティ氏は、「これをずっと待っていました」と言う。マルグッティ氏らは1月にシアトルで開催された米国天文学会の年次総会で研究成果を報告し、近く学術誌『Astrophysical Journal』に論文を発表する。

 複数の波長の光でとらえられたデータは、大質量星がつぶれて中性子星という高密度の死んだ星になった可能性も示唆している。Cowを調べているほかの研究チームは、その異常な挙動を別の方法で説明しようとしている。以下では、Cowについてどんなことが分かっていて、天文学者たちがなぜその説明に手こずっているのかを見ていこう。

■Cowはどこにある? なぜ「カウ(牛)」の名に?
 CowはCGCG 137-068という銀河の外縁部で爆発した。CGCG 137-068は、地球から約2億光年の彼方にある小型の渦巻銀河だ。Cowというニックネームは、自動的に命名された正式名称「AT2018cow」に由来する。2018年6月16日に、ハワイのATLAS望遠鏡で観測を行っていた天文学者チームがこれを発見し、17日にほかの天文学者たちに注意を促して、多くの望遠鏡が一斉にこの爆発に向けられることになった。

■Cowのどこがそんなに珍しいの?
 Cowは初めて観測された超新星ではないが、これまでに検出されたものの中では最も地球から近いため、詳細に観測できた点で先例のないものだった。短時間で非常に明るくなった点でも珍しかった。X線で観測すると、ピーク時のCowは通常の超新星の数十倍も明るかった。一般的な超新星が数週間かかってピークの明るさになるのに対し、Cowはわずか数日でピークの明るさに達した。

Cowのエネルギー源もよくわからなかった。通常、超新星は内部にあるニッケル56という放射性同位元素を爆発の燃料にしている。Cowが放出した物質の量を天文学者が計算したところ、その量は驚くほど少なく、おそらく太陽の質量の10分の1程度という結果になった。普通、超新星は太陽の数十倍の物質を放出するので、この結果は非常に不思議だ。

 その上、放出された物質の中には水素とヘリウムという予想外の物質も含まれていた。超新星爆発を起こす星は、とっくの昔に核燃料となる水素とヘリウムを使い果たしているはずなのに。

続きはソースで

■2018年8月17日、ハワイのW・M・ケック天文台の分光器DEIMOS(デイモス)が撮影した超新星AT2018cowとCGCG 137-068銀河。
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/011100032/01.jpg
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/011100032/ph_thumb.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/011100032/
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引用元: 【天体物理学】星がブラックホールになる瞬間が見えた!?奇妙な超新星を観測[01/11]

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