ブラックホールはなぜきらめくのですか? 科学者は、星を食べる 5,000 匹の巨獣を研究して調べました

ブラックホール 天文学者の基準でさえ、奇妙なことです。 それらの質量は非常に大きく、周囲の空間をきつく曲げて、光そのものでさえ、何も逃げることができません.

それでも、彼らの有名な黒さにもかかわらず、いくつかの ブラックホール かなり目立ちます。 これらの銀河の真空がむさぼり食うガスと星は、穴への一方通行の前に光る円盤に吸い込まれ、これらの円盤は銀河全体よりも明るく輝くことができます。

さらに奇妙なことに、これらのブラック ホールはきらめきます。 輝く円盤の明るさは日ごとに変動する可能性があり、その理由は誰にもわかりません。

同僚と私は、NASA の小惑星防衛の取り組みに便乗して、空で最も急速に成長している 5,000 個以上のブラック ホールを XNUMX 年間観察し、この瞬きが発生する理由を理解しようとしました。 の の新しい論文 自然天文学, 私たちはその答えを報告します。それは、摩擦と強力な重力場と磁場によって引き起こされる一種の乱流です。

巨大なスターイーター

私たちは、銀河の中心に位置し、太陽の数百万個または数十億個と同じ大きさの超大質量ブラックホールを研究しています。

私たちの銀河系である天の川銀河の中心には、約 200 万個の太陽の質量を持つこれらの巨大銀河の XNUMX つがあります。 ほとんどの場合、残りの銀河 (私たちの太陽を含む) を構成する XNUMX 億個ほどの星は、中心にあるブラック ホールの周りを幸せに周回しています。

しかし、すべての銀河で物事がそれほど平和であるわけではありません。 銀河のペアが重力によって互いに引き合うと、多くの星が銀河のブラック ホールに近づきすぎてしまう可能性があります。 これは星にとって悪い結果をもたらします。星は引き裂かれ、食い尽くされます。

これは太陽の XNUMX 億倍もの重さのブラック ホールがある銀河で起こったに違いないと確信しています。 過去に天の川でも起こった可能性があります。

ブラック ホールは、赤色巨星として知られる老年期の星によって吹き出されたガスの雲を吸い込むことによって、よりゆっくりと穏やかな方法でエネルギーを吸収することもできます。

えさの時間

私たちの新しい研究では、宇宙で最も急速に成長している 5,000 個のブラック ホールの間での摂食プロセスを詳しく調べました。

以前の研究では、最も貪欲な食欲を持つブラック ホールを発見しました。 昨年、私たちは食べるブラックホールを発見しました 毎秒地球の価値があるもの. 2018年、私たちは食べるものを見つけました 48時間ごとに太陽全体.

しかし、実際の摂食行動については多くの疑問があります。 私たちは、穴に向かう途中の物質が、銀河全体を凌駕するほど明るく輝く「降着円盤」になることを知っています。 これらの目に見えてエネルギーを供給しているブラック ホールは、クエーサーと呼ばれます。

これらのブラック ホールのほとんどは、非常に遠くにあり、円盤の詳細を確認するには遠すぎます。 近くのブラックホールの周りに降着円盤の画像がいくつかありますが、それらは星を食べているのではなく、宇宙ガスを吸い込んでいるだけです。

ちらつきブラック ホールの XNUMX 年間

In 私たちの新しい仕事では、ハワイにある NASA の ATLAS 望遠鏡のデータを使用しました。 毎晩（天候が許せば）全天をスキャンし、暗闇から地球に接近する小惑星を監視します。

これらの全天スキャンは、背景の奥深くにある飢えたブラック ホールの輝きの毎晩の記録も提供します。 私たちのチームは、これらのブラック ホールのそれぞれの XNUMX 年間の動画を作成し、降着円盤の泡立ちと沸騰の白熱の大渦によって引き起こされる明るさの日々の変化を示しました。

これらのブラック ホールのきらめきは、降着円盤について何かを教えてくれます。

1998年、天体物理学者のスティーブン・バルバスとジョン・ホーリーは「磁気回転不安定性」は、磁場がどのように円盤に乱流を引き起こすかを説明しています。 それが正しい考えである場合、ディスクは規則的なパターンでジュージュー鳴るはずです。 それらは、ディスクが周回するにつれて展開するランダムなパターンできらめきます。 より大きな円盤はゆっくりとしたきらめきでよりゆっくりと軌道を回りますが、より小さな円盤のよりタイトで速い軌道はより速くきらめきます。

しかし、現実世界のディスクは、これ以上の複雑さがなければ、この単純さを証明できるでしょうか? (「単純」という言葉が乱気流を表す正しい言葉であるかどうかは、空間自体が限界点まで曲がっている強力な重力場と磁場に埋め込まれた、超高密度で制御不能な環境での乱流であり、おそらく別の問題です)。

統計的方法を使用して、5,000 枚のディスクから放射された光が時間とともにどの程度ちらつくかを測定しました。 それぞれのちらつきのパターンは少し異なって見えました。

しかし、サイズ、明るさ、色で分類すると、興味深いパターンが見られるようになりました。 各ディスクの軌道速度を決定することができました。クロックをディスクの速度で実行するように設定すると、すべてのちらつきパターンが同じように見え始めました。

この普遍的な挙動は、「磁気回転不安定性」の理論によって実際に予測されています。 それは慰めでした！ それは、これらの気が遠くなるような大渦が結局のところ「単純」であることを意味します。

そして、それは新しい可能性を開きます。 降着円盤間の残りの微妙な違いは、異なる方向から見ているために発生すると考えられます。

次のステップは、これらの微妙な違いをより詳しく調べて、ブラック ホールの方向を見分ける手がかりがあるかどうかを確認することです。 最終的に、ブラックホールの将来の測定はさらに正確になる可能性があります。

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

画像のクレジット： EHTコラボレーション

• SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
• Platoblockchain。 Web3メタバースインテリジェンス。 知識の増幅。 こちらからアクセスしてください。
• 情報源： https://singularityhub.com/2023/02/09/why-do-black-holes-twinkle-scientists-studied-5000-star-eating-behemoths-to-find-out/