【宇宙】この巨大な3つのブラックホールたちは、いつの日か融合するだろう[10/14]
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2019.10.14 22:00
https://www.gizmodo.jp/2019/10/black-holes-could-one-day-join.html
ぶつかり合う銀河と銀河、おたがいを飲みこみ合うブラックホール…。
壮大な宇宙のスペクタクルを物語る映像が、はるか宇宙のかなたから届きました。
3つの融合しつつある銀河の中心にある3つのブラックホールの姿を捉えた新しい研究結果が学術誌『Astrophysical Journal』で発表されました。
https://arxiv.org/abs/1908.01732
宇宙進化論は、銀河はいずれほかの銀河と融合するだろうと予測しています。銀河の中心には超質量のブラックホールがあり、銀河同士が融合すると同時にブラックホール同士も融合すると考えられています。具体的にどのように銀河と銀河が融合するのかを解き明かすことができれば、銀河の成り立ちや発達についてもっと理解を深めることができるはず。
｢銀河同士がどのように融合するのかがわかれば、融合する銀河がブラックホールにどのような影響を与えているのか、そして反対に融合するブラックホールが銀河にどのような影響を与えているかを知ることができます｣と研究者のひとり、ジョージ・メイソン大学で博士課程を学んでいるRyan Pfeifleさんは米Gizmodoに語っています。
衝突し、融合する銀河
ブラックホールとは、あまりに強大な重力を持つために物体や光さえも飲みこんでしまう謎めいた天体。超質量のブラックホールがまわりの物質を飲みこんで放射線を放ち始めると、活動銀河中心核（active galactic nucleus）と呼ばれるようになります。銀河と銀河同士が近づくと、それぞれの中心にあるブラックホールがダブル活動銀河中心核となり、おたがいの物質を飲みこみ合いながら融合すると考えられています。
でも実際にこの様子を望遠鏡で観測するのは至難のわざ。現在で確認されているダブル活動銀河中心核はわずか30件しかないそうです。
みつどもえのブラックホール
今回の研究に関わった天文学者たちはもっとダブル活動銀河中心核を見つけ出そうと、赤外線、X線、高エネルギーX線、可視光線…ありとあらゆる方法で宇宙をくまなく探索しました。使われたのは探索広域赤外線探査衛星（WISE）、チャンドラX線観測衛星、X線天文衛星｢NuSTAR｣、大双眼望遠鏡と、スローン・デジタル・スカイサーベイ。
その結果、ダブルではなく、なんとトリプル活動銀河中心核とおぼしき光源を発見したそうです。
｢SDSS J0849+1114｣には、融合しつつある3つの銀河の中心に3つの活動銀河中心核があることを物語る特徴がいくつも確認されました。3つの銀河の中心にそれぞれX線源がみつかり、そのうちのひとつはブラックホールが物質を飲み込んでいることを示す特有の赤外線サインが認められたそうです。
ファイナルパーセク問題を解く鍵
(続きはソースで) 飲み込むのではなく、2つの事象の地平面が融合して1つになる
その内部の特異点がどうなるのかはよく分かってない HBのペアのところに第3のHBがやってきたらどうなるのか？
1992年の研究によれば、最も起こ得るのは3つのHBのうち
最小質量のBHが放出され、残った2つがペアを組むという
パターンらしい
その結果、残ったペアは軌道長半径が縮み、高い離心率を持つ
ようになる
それにより合体に要する時間が短縮され、宇宙年齢内でのHB合体が
実現される これが銀河のSMBHにそのまま当てはまるかどうかは分からない
しかしシミュレーションでは、SMBHのペアのうち、16%は第3のBH
との相互作用を経て合体するという結果が出ている
つまり現在は2つだけのSMBHもかつて第3のSMBHと遭遇していた
銀河なのかもしれない この放出説は、銀河間には単体のSMBHだけが存在する
かもしれない事を示唆している点が興味深い
弾き出された第3のSMBHはおそらく銀河を伴っておらず、
目立つ降着流もないままに、銀河間を渡っていく事になるだろう
そんな野良SMBHが本当に存在したら、とても面白いのだが… 十分な質量の天体の周囲とかではね
今後、加速膨張のレベルが進めばそれも不確かになるけど >>7
別に事象の地平面がなくてもトンネル効果で離脱は起こるのでは？
ホーキング放射となにが違うのですか 銀河の中心に2つのSMBHがあっても合体には至らない、という主張は
1980年という初期に既になされていたらしい
2003年ごろに恒星も含むN体シミュレーションが行われ、実際に
SMBHのペアは宇宙年齢内では合体に至らない事が確認された
その後2005年頃に、第3のSMBHがあれば合体が可能になる事
が示され、SMBH3体系が提唱された 我々の銀河系は1つのSMBHしか観測されてないが、過去に
別の銀河ガイア・エンケラドスと合体した事も確実であるらしい
これは銀河系では、なんらかの形でSMBHの合体を起きた事を
意味しているのだろうか？
それともガイア・エンケラドスのSMBHは銀河系には捕捉されなかった
という事なのだろうか？ SMBH3体系の研究では、第3のSMBHが特定の初期速度を持って
いた場合、すなわちペアのSMBHの周囲を第3のSMBHが回るような
軌道では古在効果が働き、離心率、軌道傾斜角、近点引数が
大きく変化して、合体に至る事が示されている
今回のSDSS J0849+1114の活動核の位置関係はこの条件を
満たしているように思われる 少なくとも恒星BHのレベルでは、野良BHは存在が
観測されてるからね SMBH3体系の研究では、ちょうど10億年くらいのタイムスケールで
合体するみたい
しかしSMBHの合体を研究してた天文学者からすれば、3つのSMBHを
持つ銀河は予想外どころか、是非ともあってくれないと困る存在
だったワケだね 野良BHについては、いて座A*の近傍に中間質量ブラックホールが
存在する事が確認されたのが重要かな
このIMBHは降着円盤からの放射ではなく、周囲の分子雲の運動から発見された
2019年2月の発表によると、質量はおよそ3万太陽質量で、いて座A*から
約20光年の位置にある
SMBHのペアとは異なり、IMBHとSMBHでは彼我の質量が大きく違う
ためにファイナルパーセク問題は生じず、ずっと早く合体に至るとされてる
おそらくは数十万年くらいのうちにそれは起きるだろう 
こないだのレスバがまた見れるのか しかしこのIMBHはガイア・エンケラドスの中心核BHとするには
軽すぎる気がする
ガイア・エンケラドスは現在の銀河系の1/4くらいの質量があった
らしいから、もう一桁は大きくてもいい筈だ けっきょく遠い未来に輝く星はなく、ブラックホールが大量にあるだけか
夢も希望もない未来だなあ 不老不死になってもいいことないな SMBHがあったから銀河が形成されたんだけどね
夢も希望もBHから始まったと言ってもいい BHだらけになる未来は別に悲しいとは思わないけどな
エネルギー源としては、恒星よりも安定しててずっと長く使える
んだから
それにBHはこの宇宙からの脱出口となるかもしれないしね >>108
3体問題にはいくつかの安定解がある
つまり、安定解以外の3つ子ブラックホールは合体するか弾かれる 大質量のブラックホールからはクエーサーはないのけ？ どんだけブラックホールが大きくなっても重力は消滅したり形を変えたりしないのか 銀河って、合体するときは恒星同士はすれ違うのに、
何でブラックホール同士は合体するの？ >>113
恒星同士がぶつかった証拠を見つけるのは難しいとい事では? 銀河が合体した場合、それぞれのSMBHは恒星との力学的摩擦
によって、銀河の中心へ移動させられていいくので、SMBHの連星となる
その結果として、合体という結末に至るだけ
恒星でも連星を形成すれば、いずれは衝突合体する事も
起こりうるが、まず接近遭遇から連星になる事自体が稀 ブラックホール同士の質量差が大きいと
小さい方のブラックホールは
被吸収合体時に
普通に観測可能なモノに戻ってしまったりするんじゃないの？ 合体中の銀河NGC6240にも3つのSMBHが発見されたね
距離は約3億光年とSDSS J0849+1114よりずっと近い もともとNGC6240は観測されていたんだけど、分解能の向上で
片方のSMBHが実は2つのSMBHに分解できる事が分かった
つまり実際は3つの銀河の同時合体だったらしい SMBHの質量はいずれも9000万太陽質量で
3000光年以下の空間に集中している
うち2つはわずか645光年しか離れてない
おそらく数百万年内には合体するのが観測できるだろう
との事 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
