超巨大ブラックホールには友達がいますか？ 銀河形成の性質は、答えがイエスであることを示唆しており、実際には、超巨大ブラックホールのペアは宇宙で共通であるはずです。
私は天体物理学者であり、最初の銀河の形成からブラックホール、星、さらには惑星の重力相互作用まで、天体物理における幅広い理論的問題に興味, ブラックホールは興味深いシステムであり、超大質量ブラックホールとそれらを取り巻く密な恒星環境は、私たちの宇宙で最も極端な場所の一つを表
銀河系の中心に潜んでいるSgr A*と呼ばれる超巨大ブラックホールは、私たちの太陽の約4万倍の質量を持っています。 ブラックホールは、重力が非常に強く、粒子も光もそこから逃げることができない空間の場所です。 周囲のSgr A*は、星の密集したクラスターです。, これらの星の軌道を正確に測定することにより、天文学者はこの超巨大ブラックホールの存在を確認し、その質量を測定することができました。 20年以上にわたり、科学者たちは超巨大ブラックホールの周りのこれらの星の軌道を監視してきました。 私たちが見たことに基づいて、私の同僚と私は、そこに友人がいれば、それは少なくとも100,000倍の太陽の質量である第二のブラックホールであるかもしれないことを示しています。
超巨大ブラックホールとその友人
私たちの天の川を含むほぼすべての銀河は、その中心に超巨大ブラックホールを持っており、太陽の数百万倍から数十億倍の質量を持っています。 天文学者は、銀河の中心がしばしば超大質量ブラックホールをホストする理由をまだ研究しています。 一つの人気のあるアイデアは、超巨大な穴が友人を持っている可能性に接続します。,
このアイデアを理解するためには、宇宙が約100万年前の時代、最初の銀河の時代に戻る必要があります。 それらは今日の銀河よりもはるかに小さく、天の川銀河よりも約10,000倍以上質量が小さかった。 これらの初期銀河の中では、死んだ最初の星が太陽の質量の約数万から数千のブラックホールを作り出しました。 これらのブラックホールは、彼らのホスト銀河の中心である重心に沈んだ。, 銀河は互いに合体して衝突することによって進化するので、銀河間の衝突は超巨大ブラックホール対になります–この物語の重要な部分です。 その後、ブラックホールは衝突し、同様にサイズが大きくなります。 私たちの息子の数百万倍以上の質量であるブラックホールは、超巨大と考えられています。
実際に超巨大ブラックホールに近い軌道でその周りを回転する友人がいる場合、銀河の中心は複雑なダンスに閉じ込められています。 パートナーの重力タグボートはまた、彼らの軌道を乱す近くの星に独自のプルを発揮します。, 二つの超巨大ブラックホールはお互いを周回しており、同時に、それぞれがその周りの星に独自の引きを発揮しています。
ブラックホールからの重力は、これらの星を引っ張って軌道を変えさせます。つまり、超巨大ブラックホール対の周りを一回転した後、星はそれが始まった時点まで正確に戻ることはありません。
可能な超巨大ブラックホール対と周囲の星との間の重力相互作用の理解を用いて、天文学者は星に何が起こるかを予測することができます。, 私の同僚や私のような天体物理学者は、私たちの予測を観測と比較することができ、星の可能な軌道を決定し、超巨大ブラックホールが重力の影響を及ぼしている仲間を持っているかどうかを判断することができます。
銀河の中心にある超巨大ブラックホールを周回するs0-2と呼ばれるよく研究された星を使用して、16年ごとに、太陽の100,000倍以上の質量を持ち、太陽と地球の距離の約200倍以上の質量を持つ第二の超巨大ブラックホールがあるという考えをすでに排除することができる。, そのような仲間がいたら、私と私の同僚はSO-2の軌道への影響を検出したでしょう。
こえてくるということではないの小さな仲間でブラックホールできなものを隠します。 そのような物体は、我々が簡単に測定できる方法でSO-2の軌道を変えることはできないかもしれない。
超巨大ブラックホールの物理学
超巨大ブラックホールは最近注目を集めています。 特に、銀河M87の中心にあるこのような巨人の最近のイメージは、ブラックホールの背後にある物理学を理解するための新しい窓を開きました。,
わずか24,000光年離れた天の川銀河中心の近くには、超巨大ブラックホールの基礎物理学の問題に対処するためのユニークな研究室があります。 たとえば、私のような天体物理学者は、銀河の中心領域への影響と、銀河の形成と進化における役割を理解したいと考えています。, 銀河中心に一対の超大質量ブラックホールが検出されたことは、天の川銀河が過去のある時点で別の、おそらく小さな銀河と合併したことを示している。
それは周囲の星を監視することが私たちに伝えることができるすべてではありません 星S0-2の測定により、科学者はアインシュタインの一般相対性理論のユニークなテストを実行することができました。 2018年、S0-2は超巨大ブラックホールを超えて、太陽から地球の約130倍の距離でズームしました。, アインシュタインの理論によれば、星が放出する光の波長は、超巨大ブラックホールの深い重力井戸から登るにつれて伸びるはずです。
アインシュタインが予測した伸びる波長–星を赤く見せる–が検出され、一般相対性理論がこの極端な重力帯の物理学を正確に記述していること, 私のような天体物理学者は、星の細長い軌道の向きの変化を含む一般相対性理論についてのアインシュタインの予測のより多くをテストすることができるので、私は熱心にs0-2の第二の最も近いアプローチを待っています16年ほどで起こります。 ただし、超巨大ブラックホールのパートナーが変更されます。
最後に、銀河中心を公転している二つの巨大なブラックホールがあれば、私のチームが示唆しているように、重力波を放出するでしょう。 2015年以来、LIGO-Virgo天文台は、恒星の質量のブラックホールと中性子星の融合からの重力波放射を検出してきました。 これらの画期的な検出は、科学者が宇宙を感知する新しい方法を開いた。,
私たちの仮説的なブラックホール対によって放出された波は、ligo-Virgo検出器が感知するには低すぎる低周波数になります。 しかし、LISAとして知られている計画された宇宙ベースの検出器は、天体物理学者が銀河中心のブラックホールが単独であるか、パートナーを持っているかどう
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