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銀河の中心にある超巨大ブラックホールの起源解明を目指して

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銀河の中心にある超巨大ブラックホールの起源解明を目指して

慶應義塾大学理工学部物理学科 岡研究室では、宇宙電波の観測に基づいて、銀河系中心の活動性と、中心核にあると考えられている超巨大ブラックホールの起源を研究しています。

銀河系の中心というものが、どうやって活動しているのか、どのように活動しているのかという事に興味があるんです。特に最近は中心核のブラックホールがどうやってできたかという事に非常に興味があります。これにはいくつか説があるんですが、今我々の銀河系の中心核には400万太陽質量のブラックホールがあると言われています。これがどうやってできたのか。諸説あるんですが、複数のブラックホールが合体してできたという説があります。そのためには合体する前のやや小さなブラックホールが周りになければいけません。そういうものを探したりしてるんです、最近は。ある程度まで良い気配が見えていて、いくつか候補天体を見つけているんです。その巨大なブラックホール以外の、中質量ブラックホールと言いますが、数千から数十万太陽質量のブラックホールらしきもの、そういうものの気配をいくつか見つけています。」

銀河系内では一億個以上のブラックホールが存在していると考えられています。しかし、現在その候補天体として挙げられている天体は十数個に過ぎません。これは、そもそも真っ暗なブラックホールが観測可能なまでに明るく輝く為には、燃料となるガスを十分な量供給する必要があるからです。多くの場合、それは伴星から供給されます。岡研究室では、そのように「輝いている」ブラックホールを探すのではなく、銀河系空間に広がった希薄なガスが放つスペクトル線を電波望遠鏡で観測する事によって、「暗い」ブラックホールの探査をしています。

これは僕らのオリジナルなんですが、ガスは銀河系内あまねく広がってるんですよ。それがスペクトル線を放射すると。ドップラー効果によって、運動が見えます。視線方向の運動が。何か重いものがあったりすると、そのまわりでガスが激しく運動します。その激しい運動が実は観測できるんですよ。  ガスの運動から、重いものの重さ、質量というものの計算ができるんです。このくらいの領域の中にどのくらいの重さのものがなければいけないかというのを計算できるんですが、それが常識をはずれて大きい場合があるんです。その中には実は見えるものが何もなかったりします。ガスの運動だけですごい速い運動が見えるんですが、たぶん回転しているものが見えるんですが、そこには目立った星、星の集まり、そういうものは見えない。そういう所にブラックホールがあるんじゃないかと僕らは踏んでるんです。

今後も岡研究室では、世界中の様々な望遠鏡を使って、銀河中心核にある超巨大ブラックホールの起源解明を目指して研究していきます。

今現在候補天体と見ている天体がいくつかあります。僕らが中質量のブラックホールの後方天体ではないかというものについて、詳細な観測を今計画しています。電波望遠鏡というのはお皿一枚だけで観測する場合、単一鏡と言いますが、それとは別にこのお皿をいっぱい並べてそのデータを干渉させるという手があります。干渉計と言いますが、空間角度分化への飛躍的な向上をすることができます。そういう装置が今南米のチリでつくられていて、アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計という装置です。ほぼできあがって観測は順調に進められています。そういうものを使って非常に詳細な観測ができるようになっています。そういうもので我々の考えている候補天体が本当に中にブラックホールがあるのか、って言うのが確認できると思います。そういうのをまずやろうと思っています。

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