天の川銀河の中心には、射手座A*と呼ばれる超大質量ブラックホールがあります。おおよそです 27,000光年 地球から、そして 直径2,350万キロメートル。
ドイツのケルン大学のフロリアン・パイスカー率いる天文学者チームは、世界で初めて、このブラックホールを周回する連星系を発見した。
このシステムは D9 として知られています。その発見は、 新しい紙 Nature Communications に本日掲載されたこの論文は、天の川銀河の中心にある極限環境に光を当てています。
また、なぜ一部の星が他の星よりはるかに速く宇宙を駆け抜けるのかという、長年にわたる宇宙の謎の説明にも役立ちます。
連星系とは何ですか?
連星系は、単に 2 つの星が互いに公転しているだけです。
私たちの太陽は連星の一部ではありませんが、これは良いことです。別の星が太陽系をさまようことは望ましくありません。それは地球の軌道を混乱させるでしょう。揚げたり冷凍したりします。
観測ショー 3分の2くらい 天の川銀河の星のうちの 1 つは単一星であり、残りは連星系または複数星系の一部です。大きな星ほどペアになる可能性が高くなります。
連星系は、その運動に豊富な情報が含まれているため、天文学者にとって有益です。たとえば、軌道の速度と距離から星の質量がわかります。
対照的に、単一の星の場合、私たちは通常、その明るさからその質量を計算します。
技術的に挑戦的な発見
科学者たちはこれまで、超大質量ブラックホールの近くに連星系が存在すると予測していたが、実際にブラックホールを検出したことはなかった。
この最近の発見は技術的に非常に困難なものでした。星系が遠すぎるので、単純に星系を見て 2 つの星を見ることはできません。むしろ、天文学者たちはヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡を使用して、ドップラー効果として知られる星の光の移動を測定しました。これは、この恒星系の光が軌道を示す特徴的なぐらつきを持っていることを示した。
しかし、チームはそれ以上のことを行いました。
連星には豊富な情報が含まれているため、天文学者はこの特定の星系が約 270 万年前のものであると計算できます。つまり、これらの星が最初に点火したのは 270 万年前です。
彼らはおそらくブラックホールの極限環境で生まれたわけではないので、つい最近この界隈に迷い込んだのでなければ、現在の環境で約100万年続いていることになる。
これは、ブラック ホールがその軌道上の星を破壊する能力についても教えてくれます。ブラックホールは神秘的な生き物ですが、このような手がかりは、その性質を解明するのに役立ちます。
ブラックホールを周回する
天文学者たちが発見した状況は非常によく知られたものです。
月について考えてみましょう。月は地球の周りを回っており、地球と月は一緒に太陽の周りを回っています。重力は引力であるため、複数の天体を複雑な軌道に引き込むことができます。このシナリオの複雑さは、最近の本や Netflix シリーズにインスピレーションを与えました。 三体問題。
それらが複雑な場合、全体がバラバラになる可能性がありますか?月・地球・太陽の配置は、3 つの天体のうちの 2 つである地球と月が、もう一方の天体である太陽よりもはるかに近くにあるため、安定しています。月と地球は十分に近いため、太陽に関する限り、太陽は事実上二体系であり、安定しています。
しかし、3 つの本体がすべて相互作用すると、システムがバラバラになる可能性があります。身体のうちの 2 つを使用することも可能です。 3番目の本体を完全に排出する。
異常なスピードのスター
このメカニズムはおそらく宇宙の謎、つまり超高速星を説明しているでしょう。
夜空にあるほとんどの星は、銀河の中心の周りをほぼ円形の典型的な軌道で公転しています。軌道速度は毎秒約 200 キロメートルです。地球上では非常に速いですが、宇宙では特別なことはありません。
しかし、 2005年以来、私たちは約20個の超高速星を発見しました、秒速1,000キロメートル以上の速度で私たちの銀河系を駆け抜けています。どうやって？
私たちの現在の最良の考えは、超高速星はかつて私たちの超大質量ブラックホールを周回する連星系の一部であったということです。やがて、星はブラックホールに近づきすぎ、その結果、軌道が複雑になりました。乱闘騒ぎの中で、ブラックホールが発砲を呼び起こし、星の1人が弾き出された。それは天の川の外側に逃げ、そこで超高速星として見られます。
Hypervelocity ファクトリーを見つける
興味深い理論ですね。
理論的な計算によると、メカニズムは機能しており、速度はほぼ適切であることが示されています。観測によれば、既知の超高速星の多くが銀河中心から遠ざかっていくようであり、これも理論にプラスとなります。しかし、他にどうやってこのアイデアをテストできるでしょうか?
明らかな方法は、超大質量ブラック ホールの周囲で連星を探すことです。
天文学者たちは何十年もの間、私たちの銀河の中心を注意深く監視してきました。下の画像からわかるように、夜空で見つけるのはそれほど難しくありません。
ここでは射手座 A* を見つけるための信頼できる 2 つの方法を紹介します。まず、さそり座の背中の中心にあるアンタレス (明るくて赤い) を見つけ、次にサソリの体を尾の先端までたどります。そこはブラック ホールに近いです。あるいは、 おやすみ空アプリを入手 携帯電話で;彼らは素晴らしいです。
これらの理論の文脈において、この最近の発見は非常に重要です。天文学者たちは、超大質量ブラックホールの周りに連星系を発見しました。超高速パズルの重要なピースが所定の位置に収まります。
(著者： ルーク・バーンズ、物理学の講師、 西シドニー大学)
(開示声明: Luke Barnes は、この記事から利益を得るであろういかなる会社や組織で働いたり、相談したり、株を所有したり、資金を受け取ったりすることはなく、学術上の任命以外の関連する所属も明らかにしていません）
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