ブラックホールのＱ＆Ａ

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見えないブラックホールをどうやって発見したの？

これは当然の疑問です。もしブラックホールが暗いだけの天体なら光を当てれば見ることができます。
しかしブラックホールは光を吸い込んでしまうので見えません。
ここでは初めて発見されたブラックホール、はくちょう座X-1を例にして説明しましょう。

1960年代、はくちょう座に強力なエックス線源が発見され、はくちょう座X-1と名付けられました。
はくちょう座で発見された最初のエックス線源という意味です。

はくちょう座X-1の位置を調べると、その場所にはHDE226868という9等星がありました。
エックス線はHDE226868から放射されているのではなく、どうやらHDE226868には伴星がいて、その伴星がエックス線を放っているらしいのです。

不思議なのはここからです。いくら観測してもその伴星を見つけることができません。
きっと小さな伴星であると思われました。ところがHDE226868自体の動きを調べてみると、フラフラと揺れ動いていることが分かりました。
これは伴星の重力が非常に大きいためにHDE226868が振り回されているからです。

サイズは小さいのに、重力が非常に大きい星は、ブラックホールしかありません。
それまでは理論的に予測されるだけの存在だったブラックホールの候補がはくちょう座で見つかったのです。

ブラックホールは周囲の物質(ガスや塵)を引き寄せますが、物質はそのまま落下しないでグルグルと螺旋を描きながらブラックホールに吸い込まれていきます。
浴槽の栓を外したときに、水が渦を巻いて流れ出ていくイメージです。
ブラックホールの周囲の物質の渦は円盤状に密集します。これが降着円盤です。

降着円盤の中では、ガスや塵がぶつかり合い、摩擦熱が発生します。
この摩擦熱がエネルギー源となって、エックス線やガンマ線が放射されます。

ブラックホールそのものを見ることはできませんが、このエックス線やガンマ線を観測することによって、ブラックホールの存在を探ることができるのです。

ブラックホールは、まったく見ることができず宇宙のどこかにひっそりと隠れているイメージがありますが、この考えは近年変わりつつあります。
ブラックホールは活動銀河やX線新星など、華々しい天文現象を作り出す役割を担い、銀河の進化にも大きな影響を与えてきました。

ブラックホールの存在が、現在の宇宙の姿を作ったと言っても過言ではありません。
ブラックホールは見えないどころか、宇宙で最も明るく輝く天体と考えられるようになりました。

質量が大きくないとブラックホールにならないという考えは誤りです。
密度が極度に高いと重力が強くなってブラックホールになります。
理論的には小さな質量であっても密度が高ければブラックホールになります。

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