みなさんこんばんは。
今回は2020年2月23日群馬県立図書館での「ブラックホール」講演の感想もとい、学んだことの記載です。
あくまで、私が学んだ内容のため、実際の事象と相違があるかも知れない点には留意してください。
ブラックホール講演
2020年2月23日群馬県立図書館でブラックホールについての講演がありました。
講師の方は、群馬展望台で働かれている大林 均先生でした。
大林さんは、天体などの研究者ではなく、群馬天文台での企画などをされているとおっしゃられていました。
今回の講演の大まかな内容は以下の4つでした(正式な主題は忘れましたがこんな感じだったかと・・・)。
- ブラックホールとは
- ブラックホールの種類
- ブラックホールの影を撮影する
- ブラックホールの合体と重力波
ブラックホールとは
最初はブラックホールについてです。
通常の惑星などは、重さが球体の中にそれぞれありますが(物質が詰まっているから)、ブラックホールは特異点のみに重さがあります。
また、光はブラックホールの中に入ってしまうと、出てこれないので、光は出てきません。そのため、ブラックホールを視認することはできません。つまり、外から中への一方通行です。
ブラックホールの境目は、Event Horizon(地平線)といいます。
ブラックホールに入るときに潮汐力が働き、びよ〜んと伸びるらしいのですが、確か小さいブラックホールでないと生じにくいという話でした。というのも、大きいブラックホールは、特異点の距離までが長くなるので、大きいブラックホールほど、特異点に近くないとびよ〜んと伸びないようです。
ちなみに特異点に入るとどうなるかはわかってないそうです。
SFなどの映画、私が思いつくのはインターステラーという映画ですが、そのような映画では特異点に到達するとある場所に飛ぶようなものが多いです。しかし、実際それに相当するような出口は見つかっていないとのことです。
ブラックホールは、暗くて見えません。
しかし、ガスが吸い込まれて高温になり、それをX線や電磁線で観測することでわかるようです。
またブラックホールの上下にジェットという特異点に入りきらなかったガスが放出されています。
以下イメージ図です。実際の例を見たい方は記載したサイトをご覧ください。
。
また、ブラックホールは、連星などで不自然な動きをするものからわかるそうです。
例えば、重い星が振り回されているような動きをすることで、ブラックホールと連星になっているのではないか、とブラックホールの存在が示唆された例などがあるようです。
ブラックホールの種類
今回の紹介では以下の2つでした(もっと小さいのもあるそうです)。
- 恒星ブラックホール
- 巨大ブラックホール
| 恒星ブラックホール | 巨大ブラックホール | |
| 3~60倍×太陽 | 質量 | 100万~100億倍×太陽 |
| 群馬県ぐらい | 大きさ | 太陽系、惑星軌道 |
恒星ブラックホールでは、はくちょう座X-1という恒星ブラックホールがX線観測からわかったそうです。
これは、先述した通り、惑星の周期(伴星)からブラックホールの存在が示唆された例です。
恒星ブラックホールの生成方法です。
軽い星では、惑星状星雲になったあと、白色矮性になるそうです。
一方、重い星では超新星爆発から中性子星もしくはブラックホールになるそうです。
巨大ブラックホールですが、クエーサー3C273というものがあります。
可視光で見えるほどのジェットを放出しているようです。
巨大ブラックホールの生成方法は不明ですが、ガスを食べて巨大化するか、ブラックホールが合体したのではないかと推測されているようです。
また、ブラックホールと銀河の成長は相関があるようです。
つまり、銀河が成長するとブラックホールも大きくなるとのことです。
ブラックホールの影を撮影する
ブラックホールシャドウの測定です。
測定としては、VLBI(干渉計)電波望遠鏡で測定したとのことです。
詳しい原理は分かりませんが、2つ以上の望遠鏡で測定し、それぞれ測定した波のずれ(干渉)から測定する方法とのことです。
M87銀河をイベント・ホライズン・テレスコープという国際協力プロジェクトによって測定しました。
実際に講演では、ブラックホールシャドウが表示されました。
そのブラックホールシャドウの画像は、M87銀河のWikipediaで確認できます。
ちなみに、その画像は上側が暗くて、下側が明るくなっています。
光に速い速度では、近づく側が明るくなっており、またブラックホールが自転することで明暗が確認できたようです。
画像自体、球体を上から測定しているので、横から測定すれば自転している様子が見えたようです。
ブラックホールの合体と重力波
ブラックホールが合体すると重力波が検出されるとアインシュタインが予想し、LIGOというアメリカの装置が2015年9月14日に重力波を測定しました。
2つの装置がアメリカ大陸の東と西にあり、それぞれ測定したことから地震ではないとの判断もあるようです。
日本でも2020年にKAGRAが稼働予定で、重力波の測定を行うようです。
ちなみにですが、巨大ブラックホールの重力波は観測できないようです。
というのも、恒星ブラックホールの重力波は波の波長が細かいのですが、巨大ブラックホールでの重力波は波長が長いため、地球に設置しているものでは測定できないようです。
そのため、2030年ぐらいに人工衛星を広い距離で打ち上げ、それで測定する計画のようです。
感想
非常にわかりやすい講演でした。
年配の方も多くいましたが、多分宇宙関連が好きな方達なので、理解している方は多かったと思っています。
ただ、子供たちはぽかーんとしていたので、5歳ぐらいの子供たちには難しかったように感じます。
私自身非常にわかりやすかったですし、普通に面白い内容でした。
宇宙について詳しくないのと、物理学が苦手なので避けていましたが、今日の講演で興味を持ちました。
宇宙に興味がない人はいないと思うので、こういう講演は増えるとありがたいですね。
学ぶ意欲をくれた素晴らしい講演でした。
