「非常に厄介な食べる人」：ブラックホールが「ゲップ」するときの謎を科学者が解明

科学者たちは、ブラックホールが「衝突」するとき、つまり天体が星を食べた後にジェットを発射し、物質を宇宙に膨大な距離まで飛ばすときの謎を解明した。

ブラックホールは、非常に高密度に詰め込まれたオブジェクトであり、ある点を超えると重力が強すぎて光や物質が逃げられなくなります。この帰還不能の限界は事象の地平線として知られており、脱出するには光速よりも速く移動する何かが必要となる地点です。

西オーストラリア州カーティン大学の天体物理学者、アデル・グッドウィン博士は、宇宙の陥没穴としての評判にもかかわらず、ブラックホールは「実際には非常に厄介な食べ物」であると述べた。

フォレスト研究財団の会員でもあるグッドウィン氏は、「事象の地平線に到達するには、ブラックホールに非常に非常に近づく必要がある」と述べた。 「それ以上に星は破壊される。」

科学者らは、ブラックホールによって星が引き裂かれる稀な観察（「スパゲティフィケーション」として知られる引き伸ばし効果を伴うプロセス）から、「後孔に近づきすぎた星の約半分だけが最終的にブラックホールに飲み込まれることになる」ことを知っているとグッドウィン氏は述べた。

もう一つの物質は強力なジェットや流れとなって宇宙に打ち上げられ、時にはその規模が「銀河の進化全体に影響を与える可能性がある」と彼女は言う。 「それはブラックホールのげっぷのようなものだと考えることができます。」

しかし、これらの噴火のタイミングは、天体物理学者にとってこれまで謎でした。 「ブラックホールが星を破壊してから1年後に起こることもあれば、3年か5年後に起こることもありました。」

『ネイ​​チャー・アストロノミー』誌に掲載された新しい研究で、グッドウィン氏と共著者である高等研究所のアンドリュー・マメリー博士は、電波望遠鏡を使って20件の潮汐破壊現象（星が超大質量ブラックホールに食べられるケース）を研究し、その答えを見つけたと信じている。

グッドウィン氏は、「ジェット機と流出物が外に向かって移動する様子を追跡できるのは無線だけだ」と述べた。

彼らは、太陽の質量の数十万倍から数十億倍の大きさを持つ超大質量ブラックホールが、摂食サイクルの2つの異なる段階で強力なジェットを発射していることを発見した。

1つ目は、ブラックホールが非常に高い速度で栄養を供給するときに起こります。 2つ目は、星が最初に引き裂かれてから数百日から数千日後に起こり、そのとき、摂食速度はブラックホールが物質を飲み込むことができる最大速度の約2%に低下します。

同じ閾値が、太陽質量の約 10 ～ 50 倍のはるかに小さな天体である恒星質量ブラック ホールからのげっぷを引き起こすことがすでに知られています。

グッドウィン氏によると、ブラックホールはサイズに関係なく、摂食サイクル中に同時にジェットを放出しているようだということが研究でわかったという。同氏は、今回の発見により科学者はそのようなジェット機がいつ打ち上げられるかを正確に予測できるようになり、観測窓が狭まり、望遠鏡での貴重な時間が解放されると述べた。

同氏はさらに、「ジェットがいつ発射されるかだけでなく、ジェットがどれほど強力であるか、そしてそれがブラックホールの性質に依存するかどうかを実際に理解し始めることができる」と付け加えた。

この研究には関与していないスウィンバーン大学の天体物理学者サラ・ウェッブ博士は、「私たちは宇宙で最も極端な物体である超大質量ブラックホールの基礎を解明しようとまだ努力しているところだ」と語った。

ウェッブ氏は、今回の研究で「超大質量ブラックホールは進化の遠い2つの時期にかなり予測通りに行動する」ことが示され、研究者らは「何かを掴んでいる」と述べた。[d] これは、私たちが以前にはるかに小さい恒星質量のブラックホールで観察したものに戻ります。」