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ブラックホールがしでかす驚くべき活動

ブラックホールがしでかす驚くべき活動
ブラックホールがしでかす驚くべき活動

 

宇宙空間に漂い、何でも吸い込んでしまう不気味な真っ黒の穴。 

 

SFのアニメなどでたまに描かれることのあるブラックホールを、このように捉えている方多いのではないでしょうか。宇宙には、氷や鉱石などでできた岩のようなものから、大小様々な惑星やそれを周回する衛星、自ら光り輝くことができる恒星というように、色々な星が存在します。 

 

ブラックホールは、そのような星の仲間の一つなのです。厳密にいうと、寿命を終えた恒星の最期の姿の一つなのです。恒星というのは太陽のように核反応を表面で行い、そのエネルギーで協力な重力と均衡を保っています。 

 

しかし、核反応も永遠に出来るわけではなく、反応が進むについて、エネルギーとなる元素は安定的な鉄へと変わってしまいます。そうして、エネルギー源が無くなってくると、核反応で発生するエネルギーと重力との均衡が取れなくな最後には強い重力によって星が収縮を起こすのです 

 

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太陽で平均より少し小さいくらいの恒星だと言われており、このようなサイズの恒星の場合、収縮の力に負けてしまい、恒星は超新星爆発という爆発を起こしてしまいます。 

 

一方、平均的な恒星のサイズの30程度の大きさになってくると、収縮の力で押しつぶされて爆発はせず、最後には高密度かつ高重量のエネルギーの塊なり、その残された重力の塊が周囲のものまで引き寄せてしまう、そのような天体へと変貌を遂げてしまうのですそれがブラックホールの正体なのです 

 

その強い重力により、周囲の星々や宇宙ゴミだけでなく、光さえも吸収してしまいます。このようなブラックホールの特性により、現在の人類の科学力では、直接観測をすることができないのですが、他の天体への作用などを利用し、間接的に観測をすることが出来ています。このブラックホール活動や、関係する現象などをご紹介します。

 

太陽を二日もあれば飲み込んでしまう

 

宇宙の年齢は138億年程度と言われていますが、今から120億年前に、すでにブラックホールは誕生していたと言われています。宇宙誕生初期にできた恒星で、18億年という歳月の間に寿命を終えた恒星がすでにあったということです。しかも、これはとても強大なもので、太陽であれば、二日もあれば飲み込んでしまうほどの大きさのものでした 

 

もし、このサイズのブラックホール地球から25千光年先にある天の川の中心に置いたとすればブラックホールが放つ明るさは満月の10倍以上になるといわれます。ですが、これだけの距離があったとしても、地球上の生物は、ブラックホールが発X線で死滅してしまうと言われています。 

 

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銀河の中心を陣取る

 

ろ座にある銀河は、星が1億個程度しか存在していません。この銀河の直径は300光年程度しかなく、とても小さな銀河なのですが、その密度数ある銀河の中でも最大級の大きさを誇ります。この銀河の中心には、超大型のブラックホールが存在します。 

 

その大きさは太陽350個分の質量と言われており、超小型矮小銀河の中で現在発見されているものでは4番目に大きなものだと言われています。銀河全体の質量の4%をこのブラックホールが占めており、特別な存在として隠れ潜んでいるのです。このように、他の銀河でも、中心には大型のものが陣取っていると考えられています。 

 

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磁場で周囲のものを捉える

 

地球から6億光年離れた場所に位置するはくちょう座Aは、地球に一番近い活動銀河です。活動銀河とは、中心からとてつもないエネルギーを放っている銀河をいい、中心のブラックホールから放射線状のジェットが放出されています。 

 

そのジェットの周囲には磁場が形成され、それがドーナツ状の口を作り出し、そこに引きずりこまれるのです。私たちの住む銀河と活動銀河の違いは、このような磁場があるかどうかなのだといえます。 

 

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大きなものの近くから盗む

 

銀河には、大小多くのブラックホールが存在します。距離が近いなどの場合では、ごく稀に衝突してしまい、合体してしまう場合があるのです。衝突した際の重力波をこれまで5例観測しています。通常にできたものよりも大きくなるのですが、学者は太陽の10~15倍程度の質力になると考えています。 

 

ですが、中には20倍を超えるサイズに成長するものもあるのです。原因周囲だけでなく、銀河中心部の大きなブラックホールの餌を盗み食いしているからだということです。 

 

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滞在だけでなく放浪することも

 

ブラックホールは、その場で滞在するだけでなく、移動するという理論もあります。これは、2つが衝突した際に発生する重力波によるものです。その力は、太陽などが消滅する際超新星爆発の1億個分に相当する力で、その力によって、その場から押し出されるです。 

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想像できないような速度に物質を加速させる

 

地球から10億光年離れているPG211プラス143銀河は、とても明るい銀河ですそのため、地球からでも惑星などがブラックホールに落下していく場面を観測することができます。地球のような塊が、光の速度の30%くらいの速さで吸い込まれるように落下する速さは、これまで観測してきた中でも、一番速い移動でした。 

 

このように、引きずり込まれていく際に、星同士が衝突し、回転速度などを殺しあいながら、1秒間に10kmの速度まで加速しているのです 

 

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銀河の過去を暴露する

 

アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計を使うことで、ブラックホールの周囲に形成されたドーナツのイメージが撮影されました。これは、吸い込み口の周辺に漂っており、ここの部分を観測することで、その銀河の過去を読み解くことができるのではと言われています。 

 

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ときおり木星のような大きさの破片を吐き出す

 

1万年に1度の頻度で、ブラックホールに近づきすぎた星が落下することがあります。その際に、超重力の影響で、落下した星はまるで麺のように円形から棒状に引き伸ばされます。その状態から半分は飲み込まれてしまい、残り半分は宇宙に弾き飛ばされるのだそうです。 

 

さらに恐ろしいのは、飲み込まれ破片が、引きずり込まれている途中で別の破片と合体し惑星くらいの破片になります。大きいもので、木星ほどのサイズになり時速320kmから3,220kmという速さで吐き出されるのです。どの程度の確率になるかわかりませんが、中には地球に向かって飛ばされるものもあるかもしれません。 

 

群れになって徘徊する

 

現在発見されている最大の銀河には、非常に大きなブラックホールが点在します。個々のサイズは、あまりにも巨大なものであり、1つの恒星から生まれたとは考えられないものでした。そのため、星団や複数のブラックホールが衝突しあい、ブラックホールの群れができたと考えられているのです。 

 

銀河の中心部には、このような群れとなって固まっているようなエリアが多数存在し、2万以上のもの銀河の中心にあるブラックホールの周囲を旋回している可能性すら考えられています。 

 

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物凄い速さの回転活動

 

中心部は、重力に押しつぶされ、その超重力のエネルギーの塊となってしまったものなのですが、そこは物凄い速さで回転しています。光速の8割よりも少し早いくらいの速度であり、言葉で言い表せられないような速さなのです。この速さを測定することができたものは幅が320kmあり重さは太陽の数百万個分に相当するものした

 

この速度は、想像するこなど出来るものではなく、あまりにも速いことで周囲の時空を捻じ曲げてしまい、X線を吐き出すガスとチリの大渦巻きを作り出しているのです落ちていく物質は1つの方向からのみ落ちていることがわかっておりそのことからも、一方向に押し出されて超高速スピンが生まれるのだそうです 

 

 

いかがだったでしょうか?
このようにしてみると、ブラックホールは、人の想像をはるかに凌駕するものでした。まだまだ未知の部分はたくさんあり、他の天体を観測するよりも何度も高いものですので、その分析にはさらなる技術の発展と時間が必要になることでしょう。

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