水曜日に発表された新たな研究によると、天の川銀河の中心には数万個のブラックホールが潜んでいる可能性があるという。
天体物理学者のグループは、NASAのチャンドラX線観測衛星から得たデータを使って、ブラックホールを探すために銀河の中心から放射されるX線を分析した。
ブラックホールは貪欲だ。周囲のガスをすべて吸い上げると、物質は渦巻きのようにブラックホールの周りを回転し、降着円盤を形成する。降着円盤内の物質は、ボイドの中心に到達すると、流れのように飲み込まれていく。そして、円盤が回転すると、物質間の摩擦力によって加熱され、X線を放射する。
研究者たちは、銀河系の中心にある超大質量ブラックホール「いて座A*」を取り囲む、太陽と同程度の質量を持つブラックホールを12個発見した。しかし、計算によると、いて座A*からさらに外側に広がるブラックホールは最大2万個存在する可能性があると推定されている。
ネイチャー誌に掲載された論文の第一著者であり、コロンビア大学の物理学教授であるチャック・ヘイリー氏は、すべてのブラックホールが簡単に見つかるわけではないとレジスター紙に説明した。
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「孤立したブラックホールは、簡単に検出できるようなことはほとんどしません。だからこそ、私たちはそれらを黒いと呼ぶのです。確かにガスや塵を消費しますが、その燃料を私たちが検出できるX線に変換するのは非常に苦手なのです」と彼は説明した。
「しかし、恒星を伴うブラックホールはX線を発します。恒星はブラックホールの周りの円盤にガスを放出し、その円盤はX線を発するのに優れているのです。」
研究者たちは、銀河中心から遠く離れた約500個の微弱なブラックホール連星を見逃していると予測しました。理論によれば、ブラックホールが恒星を捕獲することは非常に稀で、孤立したブラックホール20個のうち、伴星を持つのは1個程度と推定されています。
つまり、連星ブラックホール 1 つにつき、少なくとも 20 個の孤立したブラックホールがあることになります。連星の数が約 500 個と低い推定値であれば、孤立したブラックホールは少なくとも 10,000 個あることになります。
10万光年の幅に広がる銀河全体で、知られているブラックホールはわずか50個ほどです。「わずか6光年の幅の領域に、1万個から2万個のブラックホールが存在すると考えられていますが、これまで誰も発見できていません」とヘイリー氏は言います。
これらの結果を確認するのは困難でしょう。しかし、研究チームはこれらの結果が重力波を研究する天文学者にとって役立つことを期待しています。ブラックホールが衝突したり、銀河の中心に落ち込んだりするたびに、この波紋が放出されるため、これらのブラックホールの個体数を推定することで、重力波イベントの数の推定精度が向上する可能性があります。
「チャンドラの別の観測装置から得られるデータ（今回は分析していません）も活用して、さらに多くのブラックホール連星、あるいはもっと暗いブラックホール連星を探したいと考えています。ブラックホール探しはそれ自体が楽しいものです。ちょっと伝染してしまうような魅力があります」とヘイリー氏は締めくくった。®
