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宇宙

ブラックホールに向かって流れたガスの99%以上ははね返されている 39

ストーリー by hylom
ブラックホールのイメージが変わる 部門より
jonykatz 曰く、

ブラックホールというと、近づくものすべてを飲み込むというイメージがあるが、マサチューセッツ大学アマースト校の天体物理学者であるQ・ダニエル・ワン氏によると、物質がブラックホールへ向けて流れる際、その99%以上ははじき出されるという(WSJの記事Nature誌掲載の論文)。

NASAのチャンドラX線観測衛星が天の川銀河の中心にある巨大なブラックホールを5週間近くにわたって観測した結果、ブラックホールに向かって流れている高温ガスの分布が、ブラックホールを周回している数百の若くて高温の星の分布パターンと一致していることが分かったそうだ。これは高温ガスが星から吹き流されていることを示しているという。

ブラックホールに落ちていくガスは高温になり、輝くはずであることがわかっていたが、天の川銀河のブラックホール周辺が期待ほど輝いていないことが従来知られていた。ブラックホールに注いでいるガスのすべてが中に入っているわけではないとすれば、この現象も説明が付く。

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • モデルは既知 (スコア:5, 参考になる)

    by phason (22006) <mail@molecularscience.jp> on 2013年09月05日 7時49分 (#2454203) 日記

    (銀河核以外も含め)ブラックホール周りの降着円盤の構造がどうなっているのか?というのは最近よく議論されている分野です(シミュレーション能力が上がり,いろいろ計算できるようになったから).

    すでに誰かも書かれていますが,ブラックホールの周囲を回っている物質が落下するには,角運動量をどうにかしないといけません.その機構としては,輻射の反動だったり,ブラックホール周囲のぐちゃぐちゃに乱れた磁場との相互作用であったり,と考えられています.
    そしてどの冷却機構が効くのか・どういう状態にあるのかは,降着円盤の物理的な厚さ,光学的な厚さ(光が外に十分抜けるかどうか),円盤の温度などにより変わります.
    で,いくつかの代表的なモデルがあって(標準円盤,スリム円盤,RIAFなど),ブラックホールの進化(生まれて,周囲の物質を引き込みながら成長して,という変化)によって次第に移り変わっていくと予想されています.

    今回の論文の結果は,「うちらの銀河核を観測したら,RIAFモデルに合うような感じだった」と言うものです.
    新しい現象が出てきたと言うよりは,理論的に予想される分類のうちどの状態に到達しているのかがわかった,という感じでしょうか.

  • by tol (19142) on 2013年09月04日 16時37分 (#2453886)
    防火壁があるって?
    • by Anonymous Coward on 2013年09月04日 16時52分 (#2453909)

      初速と角度によっては、天体への突入が難しい、ってだけでしょ。たとえば、ハレー彗星だって、太陽の重力に引かれてやってくるわけだけれど、結局ぶつからずに去って行って、こんどは木星の重力圏に囚われるけどやっぱりぶつからずに、ってことを延々と繰り返している。

      ブラックホールは、断面積に比して、重力がかなり大きい。つまり、かなりドンピシャに突っ込んで行っても、シュバルツシルト半径にかすらなければ、ハレー彗星みたいに、裏側をするっと通って抜けてくる、ってことじゃないかな。で、この軌道は外から見ると、かなり鋭角に跳ね返っているように見えるだろう。

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      • Re:つまり (スコア:3, 参考になる)

        by SteppingWind (2654) on 2013年09月04日 17時30分 (#2453946)

        シュバルツシルト半径までいかなくても, おおよそ降着円盤の距離まで近づけば潮汐力によって破壊されるから, 跳ね返っているというよりも大部分が宇宙ジェットの形で放出されるってことじゃないかと.

        さらにシュバルツシルト半径の3倍以内では安定した軌道を維持できない [isas.jaxa.jp]なんて話もあるらしいので, 降着円盤の内周部からでさえシュバルツシルト半径内に至るのは難しいんじゃないでしょうか.

        # 回転系の一般相対論効果なんてまるで分からないのですが

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      • by Anonymous Coward

        スイングバイ!

      • by Anonymous Coward

        どちらかというと、飲み込まれるようなものはブラックホールが形成されたときに短時間のうちに飲み込まれてしまい、ある程度時間が経ってしまうと、安定した軌道上にしか物質が存在しなくなるってことじゃないかな。

        • by Anonymous Coward

          この話は、外縁から高温ガスが中心へ流れ込む、っていう話なので、あんまり関係ないはず。

          • by Anonymous Coward

            いや、よく考えたら自由落下状態で安定している物体が落下するには軌道速度を打ち消す必要がある。
            でも、その落下するためのエネルギーなんて何処にも無いんじゃ?と調査チームの誰かが気づいたんじゃないか?
            んで検証してみたら、やっぱりガスが流れ込むという現象は起こってないじゃん、という経緯ではないかとか想像。
            流れ込んでいたとしたら、その理屈に説明が必要だったはず。

            • by Anonymous Coward

              例えば、ホーキング放射による輻射圧でガスが減速するとか、外部からの超楕円軌道物体による摂動とか、プラズマ化しているガスが回転してるんだからブラックホール周辺には電磁場が入り乱れててその影響とか、色々な説が出てくる可能性があった。
              というのはどうだろう?
              うん、理屈と膏薬はどこにも貼り付く。

            • by Anonymous Coward

              ブラックホールからの距離に応じた速度でガスが回転するけど、
              それはガス同士の摩擦の元となり、ガスの加熱とガスの減速→落下に
              なるんでないの?

              • by Anonymous Coward

                それは単に長期的にカッシーニの空隙のような輪を形成するだけでは?

    • Entanglementの問題がブラックホールの防火壁 [exblog.jp]と言い習わされてますので,この話についてはたぶん別の表現にした方が良いような気がします。
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      • by Anonymous Coward

        地平線のところが高温になっていて、観測者は焼き尽くされてしまうのではないか。地平線は防火壁なのではないか、

        このfirewallを「防火壁」と訳すのはむしろ誤訳だろ。文字通り「炎の壁」でいい。
        つーか「量子力学の原理に反する」と「だから観測者が焼き尽くされる」の間にものすごい論理の飛躍があるような気がするんだがなんでいきなりそういう結論になるの? 人体発火現象の正体はタイムマシンを発明しようとして物理法則に焼きつくされちゃった人たちなの?

  • ではなかったというこか・・・
    やっぱり吸い込みすぎると吸引力は落ちるよな

    • 物理現象としては、逆に、掃除機で吸い込んだあと、強力なサイクロンにより99%以上ゴミを取り除けているのに相当するのでは?

      「ダイ○ンのサイクロンテクノロジーは宇宙のゴミからブラックホールを守ります。」

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      やっぱり吸い込みすぎると吸引力は落ちるよな

      というより吸い込み口の流量制限を超えた量を流し込もうとしても無理、という話じゃ。

    • by Anonymous Coward

      掃除機の吸い込み口を近づけただけでは、全てのゴミを吸い込まない
      吸い込み口の角度もうまく合わせないと、吸引できないゴミもある
      ってことじゃないかなあ

      • by Anonymous Coward

        もちろん。
        ちゃんと考えてますよ。角度とか。

      • by Anonymous Coward

        吸引力は強いかも知れないけど、ゴミの速度が速いもんで慣性を打ち消せないんでしょ。あと吸い込み口小さすぎ。

  • リンク先のWSJの記事
    >ブラックホールは巨大な星が死滅し、星を構成していた物質が粉々につぶされてはるかに小さな物質に変わる際に生まれる。
    まるでポケットに入れたビスケットが割れるみたいだな

    • ビスケットは圧力がかかって潰されるけど、ブラックホールだと、強烈な潮汐力で引きちぎられる感じだけどね。

      親コメント
      • 重力崩壊による圧縮を電子や中性子の縮退圧で支えられずにシュバルツシルト半径以下に潰れてできるわけですから、「潰されてはるかに小さな物質に」で正しいんじゃないですか。

        潮汐力云々は、出来上がったブラックホールに近づく物体の話で。

        親コメント
        • by Anonymous Coward

          シュバルツシルト半径とは脱出速度が光速度を超える範囲の半径のことで縮退圧で支えられている中性子間の距離のことではないのだが。

    • by Anonymous Coward

      叩くと二つになるのかな?

      • by Anonymous Coward

        何を使えばブラックホールを叩けるんだろう?

  • 1・周囲のガスがブラックホールに殺到、その密度が高まる。
    2・すると、ブラックホールの重力よりも高密度化したガス自身の重力の存在が無視できなくなる。
    3・結果、多体問題が発生。ガスの挙動はカオス状態になる。
    4・最終的にガスは様々な方角に飛び散ってしまい、ブラックホールはその一部だけしか吸い込むことができなくなる。

    以前から銀河中心のブラックホールはある程度周辺の星を喰らい尽くすと活動を停止するという現象がいくつか確認されていた。今回もそんな事例の一つなのだろう。

    • by Anonymous Coward

      多体問題とかカオスとか言ってみたかっただけ感丸出し過ぎてほほえましい。
      しかも質量の大半が吸い込めないという結論とはほぼ何も関係ないし。

  • by PEEK (27419) on 2013年09月05日 9時21分 (#2454249)

    ブラックホール・サバトをおこなってブラックホールを呼び出して確認したらどうかな?

    #パルサー、クエーサー、カニ星雲

  • by Anonymous Coward on 2013年09月04日 17時05分 (#2453924)

    ズーリーの銀河保全計画の一環では?

  • by Anonymous Coward on 2013年09月04日 17時19分 (#2453936)

    古い方のガイキングの主題歌。

    間違いだったのか・・・

  • by Anonymous Coward on 2013年09月04日 18時48分 (#2453987)

    リンク先はScienceなんだけど......。

  • by Anonymous Coward on 2013年09月05日 1時11分 (#2454164)

    X線すら飲み込んでたら
    観測できないよね

    # た、たべてないぉ~

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長期的な見通しやビジョンはあえて持たないようにしてる -- Linus Torvalds

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