10年にブラックホールについて学んだ2021の最も奇妙なこと

ブラック ホールを研究する科学者は、年々目を見張るような発見があることを確信できます。 2021 年も例外ではなく、これらの奇妙な重力モンスターに関する多くの刺激的な新しい結果がありました。 今日は最もエキサイティングなものを検討します 発見 今年のブラックホールと、それらが宇宙の理解をどのように前進させるか.

最速で回転するブラックホール

最も研究されているブラック ホールでさえ驚くことができます。 1 月に、物理学者はシグナス X-1 システムの中心にある宇宙怪獣の特性の推定値を修正しました。これはたまたま存在が確認された最初のブラック ホールでもありました。 約 60 年前に初めて発見されたシグナス X-50 ブラック ホールは、これまで考えられていたよりも 21% も大きく、太陽の質量の 倍であることが判明し、光速に非常に近い軌道を周回しており、新記録を打ち立てています。ブラックホール用。

はくちょう座 X-1 のブラック ホールは、約 7200 光年離れており、その青い超巨星の伴星をゆっくりと飲み込んでおり、研究者にそのようなプロセスに関する新しい洞察を与えています。

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スパゲティ化した星

星がブラック ホールの端に近づきすぎると、重力によって星が引き裂かれ、長いフィラメントがブラック ホールの口に引き込まれます。 「スパゲッティ化」として知られるこのプロセスは、星の物質が摩擦によって加熱されるときに光を生成し、天文学者がこの恐ろしい行為をそのすべての栄光で捉えることを可能にします。 30 月、研究者たちは、地球から 750 億 万光年離れた銀河の中心に位置し、質量が太陽の 万倍のブラック ホールによってこのように押しつぶされて吸収された星に初めて気付きました。

スパゲティ化に関する重要なデータを収集することに加えて、観測は科学者が星の吸収の信じられないほどの視覚化を作成するのに役立ちました.

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LIGO がホーキングの正しさを証明

月、レーザー干渉計重力波天文台 (LIGO) の研究者は、 つの超大質量ブラック ホールが合体して つになるのを観察し、高速で移動するブラック ホールによって引き起こされる重力波と呼ばれる時空の構造の波紋を分析しました。

彼らは、結果として生じるブラック ホールの表面積が、最初の 1971 つを合わせたものよりも大きいことを発見しました。 驚くべきデータが得られただけでなく、この研究の結果は、 年に英国の天体物理学者スティーブン ホーキングがブラック ホール面積定理として知られている予想を証明するのに役立ちました。 この定理は、ブラック ホールの表面積は時間とともに減少することはできないと述べており、アインシュタインの一般相対性理論を使用してホーキング博士によって導き出された法則です。 また、エントロピーに対する彼の理解。 研究結果はホーキング博士の勝利でしたが、物理学者は当惑しました。 量子力学によれば、ブラック ホールは収縮して蒸発するはずなので、表面積が常に増加するというホーキングの法則とこれをどのように一致させるかは明確ではありません。

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ブラックホールと中性子星の合体

月、LIGO と協力している研究者は、ブラック ホールが合体して中性子星と呼ばれるコンパクトな天体になるのを初めて確認したと発表しました。 ブラック ホールに加えて、中性子星は、星が超新星として爆発し、残骸を残す大質量星の死の可能性のある最終結果の つです。 LIGO はこれまでにもブラック ホールと中性子星の合体の可能性を示唆する兆候を確認していましたが、今年になって、そのような合体が起こっていることを決定的に証明した つの信号がありました。

両方の信号が検出されたのは 2020 年 10 月で、約 日離れています。 最初のケースでは、太陽の 倍の質量を持つブラック ホールが、太陽の 倍の質量を持つ中性子星を吸収し、 番目のケースでは、太陽の 倍の質量を持つブラック ホールが吸収されました。太陽と、太陽の倍の質量を持つ中性子星。

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初期のブラックホールが嵐を引き起こす

既知のほとんどすべての銀河の中心には超大質量ブラック ホールがあり、13 つの宇宙天体が密接に関係していることを示唆しています。 しかし、科学者たちは、ブラック ホールがその銀河ホストにどのように影響するかをまだ理解していません。 月に発表された研究では、宇宙自体とほぼ同じ年齢の億歳の銀河から高速の風が吹いていることがわかりました. これは、超大質量ブラック ホールが周囲のガスや塵を吸収する際に噴出する銀河風の最古の例です。

また、時速約 1,8 万 km で移動する強力な風は、銀河全体に物質を吹き飛ばすのに十分な速さで移動しており、星の形成を妨げている可能性があります。 これは、銀河とそのブラックホールが古くから非常に密接な関係にあることを示唆しています。

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光の反響がアインシュタインの正しさを証明

今年ブラックホールを征服したのはスティーブン・ホーキングだけではありません。 1,8 月、天文学者は、 億光年離れたツヴィッキー渦巻銀河の中心にある超大質量ブラック ホールから放射される X 線を撮影しました。 研究者たちは、ブラック ホールの正面から来る光を検出しただけでなく、最初は検出できなかった奇妙な光のエコーを検出することもできました。

それらはブラックホールの裏側から来ているように見えました。つまり、巨大な実体が時空の構造を大きくゆがめていたため、光がブラックホールの片側から反対側に引き寄せられていました。 このプロセスは、アインシュタインの一般相対性理論から期待されるものと正確に対応していますが、まだ決定的に発見されていません。

エイリアンはブラックホールの力を利用することができます

科学者は、関連するデータに基づいている限り、仮説を立てることを恐れません。 月、台湾の天文学者のグループは、星を取り囲むダイソン球として知られる架空の巨大構造物を使って、技術的異星人がブラックホールからエネルギーを採取できることを示唆した. ブラックホールは暗いと考えられていますが、周囲の物質を加熱して光として放出するため、大量のエネルギーを放出します。

天文学者は、地球外種がブラックホールの周りにソーラーパネルのようなもので覆われた軌道プラットフォームを配置して、そのエネルギー爆発を吸収できるかどうか疑問に思いました. ブラックホールは恒星よりも小さいため、エイリアンは建築材料を節約でき、信じられないほどの量のエネルギーを蓄えることができる可能性があります.

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彷徨うブラックホールが私たちの銀河に定着する可能性があります

天の川銀河の周辺には、約 12 個の超大質量で目に見えないブラック ホールが潜んでいる可能性があります。 この結論は、研究者が銀河衝突の新しいシミュレーションの結果を発表した 月に達しました。 このような大規模なイベントの間、重力により、太陽の数百万倍または数十億倍の重さの超大質量ブラック ホールが飛び、真っ黒な宇宙の深みを歩き回る可能性があります。

それらのいくつかは、最終的に私たちの銀河のような銀河の暈に落ち着く可能性があり、天の川銀河の大きさの銀河は平均して約12個の銀河です. 天文学者は、これらの失われた巨人を検索して、シミュレーションの精度を検証する方法を見つけたいと考えています。

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最も近いブラックホールのペアが検出されました

89 月には、地球から約 154 万光年離れたみずがめ座を周回する、地球に最も近いブラック ホールのペアが存在する証拠が望遠鏡によって記録されました。 以前記録されたブラック ホールのペアは、今回のブラック ホールの 6,3 倍の距離にあるため、科学者はそのようなシステムを以前よりも詳細に研究する機会を得ることができます。 デュオの両方のメンバーは重量挙げ選手です - 大きい方はほぼ 億 万太陽の質量を持ち、小さい方は私たちの星よりも 万倍の質量があります。

それらは、わずか 1600 光年の距離で互いを周回しています。これは、宇宙の基準からすればわずかな距離であり、250 億 万年後にそれらが合体して つの巨大なブラック ホールになることを示す別の記録です。

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銀河には大きすぎるブラックホール

約 820 光年離れた私たちの銀河系を周回する小さな銀河には、何か奇妙なものが含まれているようです。 天の川銀河の 50 分の の矮小銀河しし座 I には、天の川銀河の中心にあるブラック ホールとほぼ同じ質量の超大質量ブラック ホールがあります。 天文学者は、これほど大きなブラック ホールがどのようにしてこのような小さな銀河になったのか疑問に思っています。

「矮小球状銀河にこの種のブラック ホールが存在することについての説明はありません」と、テキサス大学オースティン校の天文学の大学院生であるマリア ホセ ブスタマンテ氏は声明で述べています。 これがブラックホールと銀河の進化にとって何を意味するのかを正確に理解するには、今後数年待たなければなりません.

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