銀河の中心にあるブラックホールは太陽系まで拡大する可能性があるのでしょうか?

ブラックホールは、私たちがどれだけ多くのことを学んでいるにもかかわらず、最も神秘的な宇宙現象の 1 つです。長年数学的な可能性と考えられてきましたが、最初のブラックホールは 1971 年に白鳥座 X-1 まで発見されませんでした。

現在、ブラックホールは宇宙のいたるところに頻繁に存在していることがわかっています。いて座A*の1つは、私たちの銀河である天の川銀河の中心にあります。実際、NASAによると、同程度のサイズの銀河のほとんどには、中心に巨大なブラックホールがあります。いて座A*の質量は、太陽の約400万倍です。

ブラックホールは実際には穴ではありません。ブラックホールは、その物質が非常に高密度であるため、光でさえその重力から逃れられないことから、このように呼ばれています。ブラックホールの画像を見ると、光の輪がドーナツのようにブラックホールの周りを回っているのがわかります。ドーナツの中心がブラックホールです。恒星や惑星と同様に、ブラックホールも回転しています。ブラックホールを取り囲む光と塵の輪は降着円盤と呼ばれ、ブラックホールの周りを高速で回転することで熱くなり、明るくなります。

恐ろしいブラックホールが引き寄せるものすべてを飲み込んでしまうという誇大宣伝を信じないでください。太陽が同じ質量のブラックホールに置き換わった場合、太陽系は現在と似た軌道を描きますが、はるかに寒くなります。

ブラックホール内部の物質がどのような状態なのかはわかっていません。ブラックホールの端である事象の地平線を越​​えた物質は、最終的にはスパゲッティ化と呼ばれる現象を起こすことはわかっています。まさにその名の通り、物質は圧縮され、引き伸ばされ、基本的に麺状になってしまいます。

ブラックホールは「宇宙の掃除機」ではないとNASAは説明する。ブラックホールの重力は信じられないほど強いが、天体は他の星と同じようにブラックホールを周回できる。軌道が近づきすぎると物体は吸い込まれるが、遠ざかると重力は太陽系で私たちが慣れているのとまったく同じように働く。ブラックホールの中には星の死や崩壊によって作られるものもあることがわかっている。

「ブラックホールは悪くない。他の恒星や他の巨大な物体を周回するのと同じように、ブラックホールを周回できる」とNASAの研究天文学者、ヴァルジャン・ゴルジャン氏は、この問題に関するNASAの説明会で述べた。

とはいえ、ブラックホールを周回する星は、ブラックホールの超大質量重力によって破壊される可能性があります。ブラックホールの重力は、潮汐破壊と呼ばれる現象で、ブラックホールに近づきすぎた星を平らにしたり引き裂いたりすることがあります。星自体が軌道を回り続ける間、星の物質の一部がブラックホールに吸い込まれる可能性があります。何か残っている場合、星が軌道を回りながらブラックホールの周りを回り続けるため、このプロセスが繰り返されます。

ブラックホールは、X線画像や紫外線波長など、さまざまな画像技術を使って特定できます。重力波観測所では、2つのブラックホールが合体したときに生じる時空のさざ波も検出できます。科学者たちは、銀河の中心にある巨大なブラックホールがそもそもどのようにしてそこに存在するようになったのかという疑問に答えようと、今も模索しています。

ブラックホールを見つけるには、ある程度の創造力が必要です。科学者がブラックホールを見つける方法の 1 つは、目に見えないものの周りを回る星の高速軌道を観察することです。高速で移動する星が中心の目に見えない物体の周りを回る理由を説明する唯一の方法は、その物体が星をその場に留めておくのに十分な重力を持つブラックホールであるということです。科学者は、近くの伴星から物質を奪って成長した降着円盤を認識することで、はくちょう座 X-1 を発見しました。過熱した降着円盤は X 線で現れました。

銀河の中心にあるブラックホールが膨張してすべてを飲み込んでしまうことを恐れる必要はありませんが、宇宙を移動するブラックホールを追跡することはできます。2027年に打ち上げられるナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡は、望遠鏡と遠くの星の間にあるブラックホールによって、私たちに向かってくる途中で歪んだ星の光の明らかな兆候を探してブラックホールを見つけます。歪んだ光は、ブラックホールが存在することを示すものです。

このストーリーは、ポピュラーサイエンスの「何でも聞いてください」シリーズの一部です。このシリーズでは、ありふれたものから突飛なものまで、皆さんの最も突飛で頭を悩ませる質問にお答えします。ずっと知りたいと思っていたことはありますか? ぜひ聞いてください。