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米航空宇宙局(NASA)は、ブラックホールが星を食い尽くし、太陽系に匹敵する大きさのガス雲を発生させている貴重な映像を撮影した。最近ではNASAの新型望遠鏡「ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡」が話題になっているが、この映像はハッブル望遠鏡が撮影したものだ。今回撮影に成功したのは、まさに運が良かったからとしか言い様がない。一般的にこのような現象が起こる場合よりも、望遠鏡の近くに崩壊する星が置かれたために成功したのだ。その結果、天文学者はより長い時間この現象を観察することができ、より多くのデータを取得し、地球上で作成したモデルと比較することが可能になった。

ブラックホールが星を食べ尽くす現象は、2022年3月にハッブル宇宙望遠鏡によって撮影され、NASAは今月初めにシアトルで開かれた天文学の会議でその結果を報告した。このような現象は一般的に「潮汐破壊現象」と呼ばれており、何も知らない星が宇宙を旅しているときに、不幸にもブラックホールに出くわしてしまった結果引き起こされる。

ブラックホールは既知の宇宙で最も強力な天体の一つであり、その重力は想像を絶する巨大なもので、光さえも逃れられないことで知られている。典型的なブラックホールには太陽百個分もの質量があり、超大質量ブラックホール(SMBH)と呼ばれるものには、太陽数十億個分もの質量があるものさえある。天の川銀河系で見つかっている最大のブラックホールは、太陽質量にして430万個分という「いて座A*」である。ちなみに、これまでで見つかった観測史上最大のブラックホールは、フェニックス星団の中心に位置するブラックホールで、なんと太陽1,000億個分もの大質量を誇る。これは、地球から57億光年の距離にある。

今回、星が周りのブラックホールによってドーナツ状に引っ張られたこの現象を、NASAでは正式名称をAT2022dsbと呼んでいる。この星は、地球からなんと3億光年の距離にある銀河ESO583-G004の中心部にある。しかし、この星から放射される紫外線を、炭素や水素などの構成元素の光で分析することで、AT2022dsb を研究することができたのだ。

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この一連のイラストは、ブラックホールが迂回する星を食い荒らす様子を描いたものである。1.銀河の中心にある超巨大ブラックホールの近くを、普通の星が通過していく。2.星の外側のガスがブラックホールの重力場に引き込まれる。3.潮汐力によって星が引き離され、細切れになる。4.恒星の残骸は、ブラックホールを取り囲むドーナツ状のリングに引き込まれ、やがてブラックホールに落ち、大量の光と高エネルギーの放射を放出する。(Credit: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI))

この現象は、オハイオ州立大学の天文学者が運営する「超新星全天自動サーベイ(ASAS-SN)」プログラムによって初めて捕捉された。ASAS-SNは「アサシン」とも呼ばれ、世界中にある20台近い望遠鏡で構成される自動化プログラムだ。このシステムは非常に活発で、設置以来、いくつかの潮汐崩壊現象や超新星を発見している。

NASA の説明によると、AT2022dsb は他の同様の現象よりも地球に近かったため、ハッブル望遠鏡で観測している天文学者は、通常よりも長い時間、この現象を研究することができた。通常、このような現象はX線光で研究されますが、得られるデータは限られている。

ハーバード&スミソニアン天体物理学センターのPeter Maksym所長は、この星から放出された粒子の風速は、時速2,000万マイルという信じがたいものだったと説明している。ブラックホールに接近した星は、まずガスが吸い込まれ、次にゆっくりと分解される。そして、星の残骸がドーナツ状にブラックホールの周りを回り、やがて吸い込まれるように旅は終わるのだ。

「星が細切れになり、その物質がブラックホールへと流れ込むのです。このように、何が起こっているのかわかっているようで、実はわかっていないことがあるのです。このように、既知と未知の境界線は、科学者にとってとてもエキサイティングな場所なのです。」と、Maksym所長は述べている。


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