【解明・宇宙の仕組み】 「ブラックホール成長の秘密」 まとめ

下記番組のまとめを書きます。

放送局ディスカバリーチャンネル
番組名解明・宇宙の仕組み
S5-2「ブラックホール成長の秘密」
原題HOW THE UNIVERSE WORKS
「Black Holes: The Secret Origin」
放送日時2017年

目的は、「見逃してしまった人に、概要だけでもお伝えすること」です。

タイトル一覧はこちらです。

導入部より引用

互いの周りを回る2つのブラックホール。
重力に引き寄せられて接近していきついには1つに。

そしてビッグバン以来の大爆発を起こします。
その衝撃は全宇宙に伝わります。

銀河の形成に大きな役割を果たす超大質量ブラックホール。
その誕生と成長の秘密が今解き明かされようとしています。

概要

超大質量ブラックホールがどのようにしてできたのか、まだわかっていない。
いくつかの仮説が紹介されていて、おそらくこれらを組み合わせたものだろう、と結んでいる。

(1) 普通のブラックホールが恒星を飲み込んで成長した説
(2) 生まれたときから大きかった説
(3) ダークマターが関与している説
(4) ブラックホールどうしが合体した説

詳細

■ 超大質量ブラックホールとは

宇宙にある2兆個の銀河の多くには、中心に超大質量ブラックホールがある。
質量の単位は「太陽質量」。

・銀河系の中心のブラックホール「いて座A* (エースター)」
 ・400万太陽質量
  ・宇宙全体では小さい方
   ・隣のアンドロメダ銀河のB.H.は1億太陽質量
   ・300億太陽質量のものもある
 ・いて座A*はどんどん巨大化している。
 ・40億年後、アンドロメダ銀河の超大質量ブラックホールと合体すると考えられている。

■ 超大質量ブラックホールの形成過程は謎

・仮説がいくつかある

(1)「恒星ブラックホール」が巨大化してできたとする説
 ・「恒星ブラックホール」とは、太陽の20倍以上の恒星が超新星爆発を起こした後にできる普通のB.H.のこと
 ・そうだとすると中間サイズのB.H.もあるはず?
  ・中間サイズはしばらく見つかってなかったが見つかった。
   ・B.H.が周囲の恒星を取り込んでできる。
   ・しかし計算の結果、そのように大きくなっていっても超大質量B.H.になる時間がないことがわかった
 ・食べる量にも限界があることもわかった
  ・ゲップのように噴き出して(ジェット)、周囲の物質も吹き飛ばして周囲に食べるものがなくなる。これで肥大化が抑えられる

(2) 初めから大きなB.H.が生まれたとする説
 ・始まってから10億年以内の宇宙に120億太陽質量のB.H.を見つけた。
 ・さらに時間を遡った「第1世代の星」は質量が非常に大きくて短命だった。
  ・これがB.H.化した「クェーサー」が物質を飲み込んで発した光が今の地球に届いている
  ・クェーサーは超大質量B.H.の一種
   ・10数億太陽質量
   ・どうやって短期間でそんな大質量になったのか?
 ・もっと初期に、ガスの雲が恒星を経由せずに直接B.H.になったのかもしれない。
  ・ガス雲が丸くて均一で断片化せずに縮んでいく必要がある

(3) ダークマター(暗黒物質)が関係しているとする説
 ・ダークマター自体も通常の物質を引き寄せるし、ブラックホールがダークマターを飲み込めるなら成長速度は上がる
 ・ダークマター(WIMP)がダークスターのエネルギー源かもしれない

(4) B.H.どうしが衝突、合体したとする説
 ・地球から2億光年のところに、周囲に何もないところに170億太陽質量のB.H.がある。
 ・2015年9月に検出された重力波はB.H.どうしの衝突、合体。
  ・太陽の29倍と36倍⇒62倍が誕生。
   ・残った3倍分はエネルギーに変換された
  ・しかし数十億倍には程遠い。

感想、個人の意見

物理を勉強する動機の1つが「ブラックホールの理論が理解できるようになりたい」という方も多いのではないでしょうか。
私もそのひとりです。
こういう番組を見ると一層モチベーションが上がりますね。

タイトル一覧はこちらです。

0
Print Friendly, PDF & Email


  

にほんブログ村 科学ブログ 物理学へ にほんブログ村 科学ブログ 数学へ にほんブログ村 受験ブログ 大学院受験へ

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です

CAPTCHA