天の川銀河

ブラックホール

ブラックホールはどこにある?銀河の中心・天の川銀河に凄い数?

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最近になって、初めてその姿を捉えることができたブラックホール。

しかし、まだまだブラックホールは謎が多く、そもそもブラックホールはどこにあるのか?

私たちの住んでいる銀河系には、どれくらいあるのか?

など、わからないことばかりです。

今回は、ブラックホールがどこにあるのかについて、また、私たちの住む天の川銀河には、どのくらいのブラックホールがあるのか調べてみました。

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ブラックホールはどこにある?

ブラックホールとは、そもそもどこにあるのでしょうか?

まず、超大質量ブラックホールについてです。

超大質量ブラックホールは、

全てではないものの、多くの銀河の中心に存在している

と考えられています。

なので、

銀河の数に近い数の超大質量ブラックホールがあるもの

というわけですね。

もちろん、私たちの住んでいる地球がある、天の川銀河にもブラックホールはありますよ。

『いて座Aスター』

という超大質量ブラックホールです。

 

そしてもう1つ、重たい恒星が一生を終える時、超新星爆発を起こします。

『重たい恒星が超新星爆発を起こすと、ブラックホールになる』

と言われていて、これが恒星ブラックホールです。

ブラックホールになる規模は、太陽の30倍以上の質量がある恒星です。

この規模の恒星は、1000万年しないうちに必ず爆発します。

宇宙規模からすると、生まれてすぐ爆発してブラックホールになるため、

事実上、太陽の30倍の規模を誇る恒星の数だけブラックホールがある

と考えてもいいのです。

宇宙全体からみれば、太陽の30倍の規模を誇る恒星はたくさんあるはずです。

恒星ブラックホールになると、宇宙のあちこちに点在している

というわけですね。

 

天の川銀河にはブラックホールがどれくらいある?

では、天の川銀河には、どれくらいのブラックホールがあるのでしょうか?

まず、天の川銀河には、先ほども触れたように、中心部分に『いて座Aスター』という超大質量ブラックホールが存在します。

しかしです。

実は、天の川銀河の中心には、超大質量ブラックホールだけでなく、

約1万個ほどのブラックホールが存在している可能性がある

という論文を、天体物理学者チームが発表しました。

 

現在、ブラックホール理論では、

超大質量ブラックホールは、いくつかのブラックホールに囲まれている

という説が唱えられています。

この説を実証するかのように、2018年4月、天体物理学者のチャック・ヘイリーさんら研究チームが論文を発表し、

「いて座Aスターを取り巻く12個のブラックホールを確認した。」

と述べたのです。

研究チームが何をしたのかというと、まず、研究チームは以下のような仮定のもと、実験を開始しました。

  • 『いて座Aスター』の周りはガスと塵からなる銀河ハローがあり、質量の大きな星が誕生しやすい環境になっている
  • ここで生まれた恒星は、数億年から数千万年という一生を終え、超新星爆発を起こし、ブラックホールになるはずだ
  • 銀河ハローの外にあるブラックホールも、力を失うことで『いて座Aスター』の重力に捉えられ、一部のブラックホールは近くの恒星を捕まえて連星になる

※連星とは、2つ以上の恒星が、お互いの周りを回転している天体のことです。

 

この仮定がどういうことかというと、

『いて座Aスター』の周りはブラックホールが生まれやすい環境ができている

ということですね。

また、

超大質量ブラックホールが小規模なブラックホールを捕まえることで、周りにブラックホールが集まるのではないか?

とも、研究チームは考えたわけです。

しかし、この説から天の川銀河にあるブラックホールの数を調べようにも、自分から光を発しないブラックホールを調べることは至難の業です。

そこで、研究チームは、連星となったブラックホールを観測することで、天の川銀河にあるブラックホールの数を調べました。

X線天文衛星『チャンドラ』の過去のデータを調べて小質量X線連星を探した結果…

『いて座Aスター』から3光年以内の範囲で12個のブラックホール連星があった

観測された結果から推測するに、300〜500個のブラックホール連星が存在すると思われる

との結論を導き出しました。

そして、伴星を見つけられるブラックホールは、約20個に1個ほどの確率であることから…

天の川銀河の中心には、1万個以上のブラックホールが存在する可能性がある

としたのです。

 

天の川銀河の中心にブラックホールが1万個もあるという字面だけを見ると、なんだかすごい密集していそうなイメージがありますが…

実際は、中心から数光年離れた場所だったりするので、人間の感覚での近いとは、全く異なることは、留意しておいてくださいね。

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まとめ

ブラックホールは、銀河の中心に超大質量ブラックホールが、そして宇宙のあらゆる場所に恒星ブラックホールが存在します。

最近の研究だと、

天の川銀河の中心には、超大質量ブラックホールの周りをいくつかの小さなブラックホールが囲んでいる

という考え方を裏付ける実験・論文も発表され、銀河の中心だけでも膨大なブラックホールがあることがわかりました。

ブラックホールがいくつもある状態…

全く想像できませんが、いつかその全てを見ることができたら、とても面白そうですよね!

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