5月12日、 世界中で 9 つの同時記者会見で、天体物理学者 最初の画像を公開しました 天の川銀河の中心にあるブラックホール。 最初は素晴らしいものでしたが、私たちの銀河系の中央の闇の穴の周りの光の輪の苦労して作成された画像は、専門家がすでに予想していたことを単に証明しているように見えました:天の川の超大質量ブラックホールが存在し、回転しており、アルバート・アインシュタインの一般相対性理論。
それでも、よく調べてみると、物事はまったく積み重なっていません。
研究者たちは、光のベーグルの明るさから、 どれだけ早く 物質は射手座 A* (天の川銀河の中心にあるブラック ホールに付けられた名前) に落ちています。 答えは、まったく速くないということです。 「それは少しの細流まで詰まっています」と言いました プリヤ・ナタラジャンイェール大学の宇宙学者は、銀河を壊れたシャワーヘッドと比較しています。 どういうわけか、それは問題の千分の一にすぎません 天の川に流れ込む 周囲の銀河間媒体から、ずっと下に落ちて穴に落ちます。 「それは大きな問題を明らかにしています」とナタラジャンは言いました。 「このガスはどこへ行くの？ フローに何が起こっているのですか？ ブラックホールの成長に対する私たちの理解が疑わしいことは明らかです。」
過去四半世紀にわたって、天体物理学者は、多くの銀河とその中心にあるブラック ホールとの間に緊密で動的な関係が存在することを認識するようになりました。 「この分野では本当に大きな変化がありました」と言う ラメシュ・ナラヤン、ハーバード大学の理論天体物理学者。 「驚いたことに、ブラック ホールは、銀河の進化を形成し、制御する役割を果たしています。」
これらの巨大な穴は、物質が非常に密集しているため、重力によって光さえも逃げることができず、銀河のエンジンのようなものですが、研究者はそれらがどのように機能するかを理解し始めたばかりです。 重力は塵とガスを銀河中心に引き込み、超大質量ブラックホールの周りに渦巻く降着円盤を形成し、加熱して白熱プラズマに変えます。 次に、ブラック ホールがこの物質を飲み込むと (少しずつ、または突然のバーストで)、フィードバック プロセスでエネルギーが銀河に放出されます。 「ブラックホールを成長させると、自然界で知られている他のどのプロセスよりも効率的にエネルギーを生成し、周囲に放出しています。」 エリオット・クアタート、プリンストン大学の理論天体物理学者。 このフィードバックは、銀河全体の星形成率とガスの流れのパターンに影響を与えます。
しかし、研究者たちは、超大質量ブラック ホールの「活動」エピソード、つまり活動銀河核 (AGN) への変化について漠然とした考えしか持っていません。 「発動メカニズムは？ オフスイッチとは？ これらは、私たちがまだ解決しようとしている根本的な問題です」と述べました。 カーステン・ホール ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの。
恒星が超新星として爆発するときに発生する恒星フィードバックは、より小規模な AGN フィードバックと同様の効果を持つことが知られています。 これらの恒星エンジンは、小さな「矮小」銀河を調整するのに十分な大きさを容易に実現できますが、最大の「楕円」銀河の進化を支配できるのは、超大質量ブラック ホールの巨大なエンジンだけです。
サイズ的には、典型的な渦巻銀河である天の川が真ん中に位置しています。 私たちの銀河系は、その中心に明確な活動の兆候がほとんどないため、恒星のフィードバックによって支配されていると長い間考えられていました。 しかし、最近のいくつかの観測結果は、AGN フィードバックもそれを形作っていることを示唆しています。 私たちの故郷の銀河におけるこれらのフィードバック メカニズム間の相互作用の詳細を研究し、射手座 A* の現在の暗さのようなパズルに取り組むことで、天体物理学者は銀河とブラック ホールが一般的にどのように共進化するかを解明したいと考えています。 天の川は「最も強力な天体物理学研究所になりつつあります」とナタラジャンは言いました。 小宇宙として機能することで、「鍵を握るかもしれない」。
銀河エンジン
1990 年代後半までに、天文学者は一般に、銀河の中心にブラック ホールが存在することを認めました。 それまでに、彼らはこれらの目に見えない物体を十分に近くで見ることができ、周囲の星の動きからその質量を推測することができました. あ 奇妙な相関関係が現れた: 銀河の質量が大きいほど、中心のブラック ホールは重くなります。 「これは特にタイトで、完全に革新的でした。 どういうわけか、ブラックホールは銀河と話している」 ティツィアナ・ディ・マッテオ、カーネギーメロン大学の天体物理学者。
ブラック ホールは、それ自体は大きいものの、銀河のサイズに比べてごくわずかであることを考えると、この相関関係は驚くべきものです。 (たとえば、射手座 A* の重さは太陽のおよそ 400 万倍ですが、天の川銀河の質量は約 1 兆 5000 億個です。) このため、ブラック ホールの重力は、銀河の最も内側の領域を強く引っ張るだけです。