【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) 合体したら、NANOGravで重力波が観測できるね
いやもう、是非とも合体して欲しいね
早いとこ 銀河同士って宇宙が膨張してるから
どんどん離れてるでしょ？
その内中心核BPの重量の及ばない
距離になれば、銀河の合体は無くなる 中心核に超大質量ブラックホール連星を持つ銀河はわずか30件
30もあれば十分ワクワクするけど、多くの銀河が衝突・合体を
繰り返してきた過去を持つ事を考えれば、確かに少ないかも
この銀河系だって、過去にガイア・エンケラドスを飲み込んだ
わけだし、単に見つけられてないだけで割りと一般的だったり
するのかもしれない 巨大恒星は次々とブラックホールになり
ブラックホール同士は衝突し
更に大きなブラックホールと化し
更に遠くのブラックホールと全ての質量を持つ物質を引き付ける
ブラックホールはホーキング放射により
質量を熱として放出し続け、いずれ蒸発して消滅する
想像できない程の未来の先には
宇宙は何の物質もないただの空間になる ファイナルパーセク問題
超質量のブラックホール同士が接近するとき、最後の1パーセクまで迫ったところで
動きが停滞してしまう現象
シミュレーションによれば、最後の1パーセクまでくると周回が安定してしまい、
最終的にブラックホールが融合するまでに、宇宙の寿命より長い時間がかかってしまう… >>7
白色矮星→黒色矮星になる天体もあるし
中性子星もあるし
物質が皆無ってコタァ無いだろ 重力波が観測されたBH連星も数十億年かかって
ようやく合体したわけだし、超大質量ともなるとさらに
時間が掛かるのかもねえ こういう超大質量ブラックホールの合体から出る重力波は
ナノヘルツになります >>9
そもそも白色矮星も中性子星も巨大重力の天体なんだけどなｗ
重力のあるところに物質が集まり恒星が生まれる
それはわかるよな？
白色矮星が生まれるほどの大きさの恒星が生まれた場所は
それだけ物質が集まりやすい場所であったということ
宇宙はブラックホールだらけになった後
何もない空間になるんだよ しかし銀河ってよくよく衝突しやすいんだなあ
前の合体がまだ落ち着かないうちに、3つ目の銀河が
衝突してきたって事だもの ブラックホール間の距離は約1万光年から3万光年だって
地球から約10億光年だから、10億年前の姿だねえ
今ごろはもう、合体し終わっただろうか 毎日5個ぐらいブラックホールが新たに生成されてんだから
もっと頻繁に融合しないのかな？ 2重SMBHよりも、3重SMBHの方が早く合体に至るだろう
と考えられてる、との事 この宇宙全ての秘密は渦巻にある
それが解明されたときにハゲが救われる(´・ω・｀) 融合しようとしたら速度が無限大になって結局融合できないってことはないの？ ファイナルパーセク問題からすると、2つのSMBHの安定周回を
3つ目のSMBHが崩してしまうから、より早く合体に至る、という
事なのかな？ 再生核研究所声明 375 (2017.7.21)：ブラックホール、ゼロ除算、宇宙論
The Institute of Reproducing Kernels is dealing with the theory of division by zero
calculus and declares that the division by zero
was discovered as 0/0=1/0=z/0=0 in a natural sense on 2014.2.2.
The result shows a new basic idea on the universe and space
since Aristotelēs (BC384 - BC322) and Euclid (BC 3 Century - ),
and the division by zero is since Brahmagupta (598 - 668 ?).
George Gamow (1904-1968) Russian-born American nuclear physicist and
cosmologist remarked that "it is well known to students of high school algebra
that division by zero is not valid; and Einstein admitted it as
the biggest blunder of his life} [1]：1. Gamow, G., My World Line
(Viking, New York). p 44, 1970.
Eπi =-1 （1748）（Leonhard Euler）
E = mc 2 （1905）（Albert Einstein）
1/0=0/0=0 （2014年2月2日再生核研究所）
ゼロ除算（division by zero）1/0=0/0=z/0= tan (pi/2)=0
https://ameblo.jp/syoshinoris/entry-12420397278.html
1+1=2 （ ）
a2+b2=c2 （Pythagoras）
1/0=0/0=0（2014年2月2日再生核研究所）
Black holes are where God divided by 0：
Division by zero：1/0=0/0=z/0=tan(pi/2)=0 発見５周年を迎えて 重力波が観測されたBH連星の合体では、BH同士の周回速度は
合体直前に光速の60％程度くらいまで上がってたね シミュレーションによると、衝突した銀河内の超大質量ブラックホールのペアは
そのうち16%が3つ目のブラックホールとの相互作用を経てから合体している、
との事 ブラックホールだと重力波も大きいから
普通より早く融合しそうだな ブレーン宇宙論でのブラックホールってどんなイメージなんだろ
普通の物質はブレーンに閉じ込められ、重力だけが高次元に出入りできる
するってえと、重力の塊であるブラックホールは高次元世界への扉？
ブラックホールに入ったら高次元世界へ行ける？ 赤外線も電磁波なのに何でブラックホールの引力を脱して観測できるのか 一番真ん中にある活動銀河核については、質量の推定値が出てる
5GHzの光度からは、4.6Ｘ10の8乗 太陽質量 〜 2.9Ｘ10の9乗 太陽質量
Paα輝線の値からは、3.2Ｘ10の7乗 太陽質量
この銀河系のいて座A*の質量が 4Ｘ10の6乗 太陽質量だから
少なくとも一桁は大きい事になる
しかもあと2つあるわけだから、軽く30倍は超えてそうな感じ ブラックホールの大きさはその力が及ぶ範囲を示しているだけで
粒子軍ではないだろ、粒子がつぶれていないのが中性子星であり、
粒子が単体で存在できなくなり天体そのものが粒子集合ではなく
１つの量子状態となっているのがブラックホールであって、粒子が互いに粒子として
積層しているわけではなく全て1点につぶれた無限の井戸ができているってこと、
変にブラックホールが回転（回転ではなくスピン）しているとかいう表現や、
ブラックホールのサイズを例えるから 粒子が積層した相対性理論の範疇である
固体イメージで考えているから
ブラックホールが穴ではなく、ただの重い天体だと考えてしまう。
粒子が存在（粒子として機能しない）しえない、それがブラックホールであって、
その"存在の力の範囲"はあるが、そこには無限井戸があるだけでサイズなどない。 >>37
もう何度もいろんなBHと合体してきたヤリチンなんだね
やり捨てないから一夫多妻なのかな ファイナルパーセク問題の解決と言っても、この時点（10億年前）で
1万光年の間隔があったんだから、数光年にまで間を詰めるのは
かなり掛かりそうではある
それこそ10億年あってもまだ足りないくらいの感じの…
まあ合体そのものは見られなくとも、周回軌道の変化が観測できれば
問題の解決には役立つのだろうけど >>38
星より竜巻や台風をイメージしたほうが近い？ 重力波観測の頃に見た説明だと、BHは合体の瞬間、事象の地平線が
雨粒のように伸びて繋がり、一瞬のうちに単独の事象の地平線へと
再形成される…と言う流れだった >>35
ブラックホールでよく言われる「光ですら脱出できない」ってのは「事象の地平面」と呼ばれる境界より
内側の領域での話
ブラックホールが物質を吸い込む時には、物質は渦を巻いてブラックホールに向かって落ち込んでいって
事象の地平面の外側に降着円盤というガスの円盤を形成する
んで降着円盤がガス同士の摩擦で超高温になって電磁波を放射する
つまり電磁波はブラックホールそのものからではなく、ブラックホールのすぐ外側から発せられているということ
だからそのうち一部はブラックホールに落ち込むことなく観測できる こういうSMBHの連星も重力波を発生させるが、波長が違いすぎるので
LIGOやKAGRAなどでは観測できない >>8
他に落下してくる物質があればそいつらが仲立ちをしてくれそうだけど銀河中心核クラスには焼け石に水なのか？ >>9
ブラックホールが蒸発する頃には白色矮星も中性子星も蒸発するだろ
ブラックホールよりは速いはず >>46
白色矮星も中性子星も蒸発って、何故ですぅ！？ ブラックホールが極限まで空間が歪んでいるなら全てのブラックホールは実質的には一つじゃないの >>48
重力は無限遠まで届くらしいから、
ブラックホールじゃなくても、
全宇宙の全ては重力で相互干渉してるはず
後は、この宇宙全体が外から見たらブラックホールかも ワームホールとは量子もつれの一種であるという学説もあるらしいね そして最後のブラックホールが合体する時
ビッグバンが起こるんですね〜 ダークマターは重力でのみ相互作用するので、もしBHの近傍に存在したら
通常物質と同じくBHへと降着する
この場合、光を放たないダークマターはエディントン限界の制約を受けないため
通常物質と比べて、速やかにBHへと落ち込み得る
SMBHが宇宙初期に既に形成され得たのは、こうしたダークマターによる
質量追加が成長を加速したためではないか、と考えられている 宇宙初期のSMBHの形成については、他に高密度に集合していたダークマター
それ自体が重力崩壊を起こし、SMBHとなったとする説もある
これはダークマターはPBHであるとする説とは真逆のもので、初期のBHの多くは
ダークマターによって誕生した事になる >>54
SMBHの連星が接近するのは、降着流よりも主にその間の恒星との
力学的摩擦によるものらしい
相互の距離がファイナルパーセク、つまり3光年ほどになると
その間には恒星は殆ど存在しなくなるため、接近も進まなくなる
しかし実際に合体が起こっているのなら、他にも軌道が縮む要因が
ある筈なので、降着円盤は無関係ではないのかもしれない 2兆年後には宇宙がバラバラになって終わりを迎えると言う！わりと近々だな。 >>54
重力波放出によるエネルギー低下により接近する 3光年もある状態では、放出される重力波はさほど大きくないよ
相互を周回する周期がまだまだ長いから
2017年に観測されたBH連星の重力波も合体の直前になって
急速に増大したもので、それに至るまでに数十億年掛かってる 降着円盤がSMBH連星に与える影響の研究もされてるけど、どうも
2つのSMBHの質量比が0.001以下という極端な場合にしか合体は
促進されないらしい
つまり銀河中心にある殆どのSMBH連星には当てはまらない そんなにボコボコくっついても発生し続ける重力っていったい何なん？ >>5
銀河同士は重力で引き合って銀河団を作っているので、あまり離れない。
その代わり銀河系が無い、空間が広がってる。
と昔聞いた記憶が。 >>14
重力を理解すると当たり前の世界なんだけどな。 >>22
速度が光速を上限とするから、いつかは融合する。
ただし、完全な合体には気の遠くなる時間はかかる。 >>56
宇宙が完全にバラバラになるのと。
宇宙の中にまた新しい宇宙が出来るは同時進行。 >>60
正確には空間の歪みが重力の正体。
イメージとしては、布にボールを乗せると凹みが出来る、それが重力。 どーでもええやろ
アリンコが宇宙の事を考えるのと変わらんぞ
どうせ真相なんか妄想の中だけや 銀河の合体の発生を決定しているのは、それぞれの銀河の初期速度分布
距離の2乗に反比例する重力は銀河間では非常に弱く、近傍まで近づいて
からでないと主要なファクターにはならない >>66
そりゃボールが重力で引かれるから布に凹みができるんだろ 実際には、殆どの銀河は衝突による合体で成長したと考えられているので
複数の中心核を持つ銀河はかなりの数にのぼる筈
しかし活動核でない中心核を検出するのは困難なため、それらは発見されていない >>64
暗黒星雲は星間ガスが集まって背後の星の光を遮るくらい濃くなったガスの塊だよ といっても人間の感覚では真空もいいところな密度だったりするんだけどな >>72
だな
そんなほぼ真空に近いガスでも光年単位のスケールになると
背後の星が見えなくなるくらい不透明になるってことだから
そう考えると宇宙ってすげーな まあこの場合、活動核同士がまだ1万光年以上離れているので
3重銀河核があると言うよりも、単に3つの核を持っている銀河
と言う段階だけど >>54
ダークマターやダークエネルギーってブラックホールとはどう関わるんでしょうね。
密度低いから今の宇宙年齢程度ではたいした影響はない？ >>47
ブラックホールがするんだから、同様のメカニズムによって蒸発するでしょう。
黒体放射からはズレるだろうけど。 それはもう書いたけど
ダークマターはおそらくBHの成長を促進してるだろう
それがBHの周囲に存在すればね
ダークエネルギーは宇宙の膨張に関するものだから
関係ないと思う
BHに限らず、強い重力を持つ天体は空間の膨張には影響されない ブラックホールの蒸発は中性子星等には適用できない
ホーキング放射は仮想粒子の生成とそれが事象の地平面を
超える事を前提としている
そういった仕組みは中性子星などにはない 銀河中心核の周囲にダークマターがった場合、中心核は暴走的成長をして
その銀河そのものを飲み込むまでに成長する、という予測がある
逆に言うと、そうした暴走は起きてないので、銀河中心にはダークマターは
存在していない事を示してる、とも言える 中性子星の安定性については、その内部構造を表す状態方程式が
まだ未完成なのでなんとも言えない
ただエネルギーの面から言うと、中性子星はもう核反応を行って
いないので、ただ冷えていくしかない
これは星を構成する核子が持ちうるエネルギーも小さくなっていく
事を意味しており、それに伴い、核子が重力を振り切って飛び出す
ような事は困難になっていく
つまり時間が経つにつれ、中性子星はより安定していく事が予測される 降着円盤がSMBHの接近に与える影響についての研究は
通常の物質だけを考慮していて、ダークマターは扱っていない
だからダークマターの降着もあるとすると、極端な質量比でなくとも
接近を促進する効果が出るのかもしれない
ただもう書いたように、SMBHへのダークマターの落下は急速な
SMBHの成長を招くはずなので、実際には銀河中心には
ダークマターは存在してないんじゃないかと思う ブラックホール同士の合体って質量が少しでも多いほうが他方を飲み込むの？ そんなブラックホールなんか波動砲の六連まとめ撃ちで吹き飛ばしてしまえ 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
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