3/17/2017

ブラックホールの周りを光速の1パーセントで周回する星を発見

ScienceAlertより

天文学者らは地球と月の間の約2.5倍の距離で巨大なブラックホールの周りを超高速に周回し、周回するのに30分しか掛からない星を発見した。

全体像を眺めてみると、我々の月が相対的に小さな惑星の周りを1周するのに時速3,683キロメートルのスピード周り、およそ28日掛かっている。つまり、この星は気が遠くなるような(mind-boggling)、危険なほど速い(break-neck)スピードで動いている。

天文学者らのチームは、深宇宙望遠鏡のアレイからのデータを使って、約14,800光年離れた星団にある47 Tuc X9と呼ばれる連星からのX線を測定した。

連星は天文学者らにとって新しいものではなく、1989年には連星であることが確認されたが、ここで実際に何が起こっているのかがやっと明らかになった。

「長い間、X9は太陽のように低質量の星から物質を引っ張る白色矮星で構成されていると考えられていた」とArash Bahramian研究員は語った

白色矮星がもう一つの星から物質を引っ張る場合、そのシステうは激変変光星と呼ばれる。しかし、2015年には、その対象の一つがブラックホールであることが判明し、その仮説に深刻な疑念を投げ掛けていた。

チャンドラからのデータは、白色矮星に通常付きものの連星周辺に大量の酸素が確認されている。しかし、もう一つの星を引き裂く白色矮星の代わりに、白色矮星からガスを取り除くとブラックホールのように見える。

白色矮星は一般に星の残骸で超高密度の物体で、太陽の質量を持ちながらも地球と同じ大きさの物を考えればよい。その表面から物質を引っ張るには相当な重力が必要である。

「我々は、その星が数千万年の間でブラックホールにガスを失い、現在ではその質量の大部分を失っているかもしれないと考えている。」カーティン大学と電波天文学研究国際センター(ICRAR)のJames Miller-Jones研究員は語った

しかし、本当にエキサイティングなニュースは、X線の強度が規則的に変化しており、この白色矮星が周回するのにわずか28分掛かっていることを示唆し、これは現在の凄まじいダーティダンサーのチャンピオンにしている。

「この発見より前では、ブラックホールに最も近い星はMAXI J1659-152として知られ、2.4時間の軌道を持っていた。」Miller-Jonesは語った

「両方のシステムでブラックホールの質量が同じであれば、これはX9の物理サイズの3倍の軌道を暗示する。」

X9の2つの物体間の距離は約100万キロメートルで、地球から月までの距離の約2.5倍である。

数字を処理すると、それは630万キロの旅で、光の速度の約1パーセントである時速1260万キロの速度という結果になる。

これらの数値がエキサイティングではあるが、研究はまだ論文審査段階で、論文は事前公開ウェブサイトarXiv.org上で物理学界からのフィードバックを待っている。しかし、すでにこの分野で関心を集めている。

「これらの珍しいブラックホールを見付けることは、超新星爆発で作られた巨星の終点ではなく、それらの死後に別の星の進化の役割を担い続けるため重要である。」、シドニー大学のGeraint Lewis氏はシドニー・モーニング・ヘラルドのMarcus Stromに語った。

2つの薄幸な恋人は少なくとも今にもお互いの腕に倒れこむ運命にはない。白色矮星がブラックホールに落ちたり、避けたりすることなくダンスは続けられるように思われる。

実際に、どちらかといえば、2つの物体が昔はさらに近づいており、より速く周回していたようと思われる。

ブラックホールが白色矮星自身の強い重力に打ち勝つには、本体がかなり接近している必要がある。時間が経つにつれ、物質が剥ぎ取られ、今より軽い白色矮星はさらに落ち込んでいくだろう。

「最終的には大量の物質が白色矮星から引き離され、惑星の質量程度になってしまう。」と研究者のCraig Heinkeは語った。「このまま質量を失い続ければ、白色矮星は完全に蒸発するかもしれない。」

重力波の研究に熱心な未来の科学者には良いニュースである。重力波研究所のレーザー干渉計によって使われている現在の技術では、X9が放出する遅いパルスを検出することできないが、その分野の進歩がより低い周波数の波を検知できるようとなり、それは問題ではなくなる。

もちろん、それまでに我々はより速いスピードで一晩を周る激変変光星の新しい王や女王を発見するかも知れない。

この研究はarXiv.orgで公開されている。

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