ニューカッスルバーン

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ブラックホールをとりまく「燃料」の収支決算 ブラックホールをとりまく「燃料」の収支決算 河野 孝太郎（天文学教育研究センター 教授）   私たちは，アルマ望遠鏡を駆使したミリ波・サブミリ波帯と呼ばれる電磁波の観測により， ブラックホール周辺の数光年ほどの領域において，低温で密度の高い分子ガスの流入量と， 希薄で高温な電離ガスの流出量を測定することにはじめて成功した。 その解析から，低温分子ガスの流入は，重力的な不安定性が原因であること，一方，流入した 低温分子ガスの大半は，ブラックホールに辿り着く前に，あたかも噴水のように吹き飛ばされていることが分かった。 ブラックホールの成長とブラックホールを宿す銀河との関係を解明していく上で，大きな進展といえる。 宇宙に存在する銀河の多くは，その中心付近に，大質量あるいは超大質量ブラックホールと呼ばれる謎に包まれた天体を宿しているらしい。その質量は，私たちに最も馴染み深い恒星である太陽の質量と比較して100万倍以上，時に数億倍にも及ぶとの測定結果が報告されている。ひとたびブラックホールの中に（正確には事象の地平線の中に）入った情報は外部から観測することはできないが，大質量ブラックホールは，しばしば膨大なエネルギー（太陽の光度と比較して1011倍から1013倍，あるいはそれ以上という極端に明るいケースもある）を放出して煌めく天体として発見される。それは，ブラックホールの周囲にある物質，いわゆる星間物質が，ブラックホールの重力により引き寄せられ，降着円盤と呼ばれる粘性を有した回転構造を通して，その位置エネルギーを熱や放射として解放するためである。降着円盤というエンジンに，星間物質という燃料が供給されて輝いているということになる。一方，こうしたブラックホール・エンジンからの強烈なエネルギー解放は，その周囲にある星間物質を放射圧などの力を及ぼして吹き飛ばす，すなわち，燃料供給にブレーキをかける効果も持つ。こうした，定性的な「お話」を，定量的な理解に進めて行くためには，どの程度の星間物質がブラックホールに向かって流入し，一方，そのうちどの程度の星間物質が外向きに吹き飛ばされているか，その流量を測定し，そのように吹き飛ばされた星間物質が，その後，どのような運命を辿るのか，理解していく必要がある。 【左】銀河中心核方向で得られたシアン化水素分子のスペクトル線。逆P-Cyg型プロファイルと呼ばれる特徴的なスペクトル形状を示しており，ブラックホールに近づく（落下していく）低温高密度分子ガスの存在を明確に示している。【右】アルマにより得られたシアン化水素分子ガスおよび電離水素ガスの空間分布   ここで鍵となるのは，星間物質の「多相性」である。数10ケルビンの低温で密度の高い分子相にあるガスから，より高温の中性ガス相，さらに電離したプラズマ相にあるガスなどを全て観測し理解する必要がある。かつ，ブラックホールの近傍，数光年という領域まで近づくと，多量の星間物質に覆われていて，たとえば可視光や赤外線などの波長の光は，途中で吸収されるなど阻まれて中を見通すことができなという問題に行き当たる。アルマ望遠鏡では，可視光や赤外線より，ずっと波長の長い，ミリ波サブミリ波帯での観測により，こうした問題を突破しつつ，約1光年という高い解像度での測定を，近傍の活動的な銀河「Circinus」（サーシナス）の中心核領域において実現することができた。とはいえ，これはまだ1例目に過ぎない。こうした時間のかかる難しい観測を，より多くのブラックホールにおいて進め，一般的な描像を獲得するための挑戦が待っている。 本研究成果は，Izumi. T, et al. Science, 382, 554（2023）に掲載された。   （2023年11月3日プレスリリース） 理学部ニュース2024年3月号掲載   学部生に伝える研究最前線>   News Press Releases 2024年 2023年 2022年 2021年 News 受賞・表彰 2024年 2023年 2022年 2021年 総長賞・学修奨励賞・研究奨励賞 受賞者一覧 お知らせ Features 理学部ニュース トピックス 2024年 2023年 2022年 2021年 理学エッセイ 理学のタマゴ 理学のススメ 未来へのとびら 理学の研究者図鑑 理学の謎 １+１から∞の理学 学部生に伝える研究最前線 理学の本棚 学生支援室よりみなさんへ・男女共同参画委員会よりみなさんへ 温故知新 英語で伝える科学 理学部見聞録 リガクル YouTubeチャンネル Events 理学部公開講演会 オープンキャンパス 高校生講座 女子中高生イベント 東京大学理学部ホームカミングデイ サイエンスカフェ 臨海実験所 植物園本園・分園 木曽観測所 過去に開催したイベント イベント通知メールの登録 サイエンスギャラリー イメージバンク 全て 建物 人 歴史 設備 教育 研究 物理学専攻 天文学専攻 地球惑星科学専攻 化学専攻 生物化学専攻 生物科学専攻 臨海実験所 植物園 地殻化学実験施設 天文学教育研究センター 数理科学研究科 学務からのお知らせ News Press Releases News 受賞・表彰 お知らせ Features 理学部ニュース リガクル YouTube Events サイエンスギャラリー イメージバンク 理学系について 研究科長からのご挨拶 憲章 組織 機構図・役職 窓口一覧(学内限定) 研究者 共有施設 理学図書館 小柴ホール・共通講義室 歴史 ロゴ 理学部概要・パンフレット 会議資料 教授会議事録 会議資料サイト(学内限定) 研究 最新の研究成果 専攻紹介 附属施設紹介 素粒子物理国際研究センター 研究倫理 入学案内 学部 アドミッションポリシー 学士入学 GSC 学部研究生 学部聴講生 奨学金 大学院 --> 大学院 アドミッションポリシー 修士課程 博士課程 GSGC 外国人特別選考 外国人研究生 大学院研究生 特別聴講学生 奨学金 教育 学部教育 お知らせ 学科紹介 カリキュラム・ディプロマポリシー 教育プログラム 科目ナンバリング 授業評価アンケート 大学院教育 お知らせ 専攻紹介 カリキュラム・ディプロマポリシー 教育プログラム 産学連携プラットフォーム 科目ナンバリング 国際 ダブルディグリープログラム 受入れプログラム 学生の声 UTRIP GSC GSGC その他プログラム 派遣プログラム 学生の声 SVAP UGRASP GRASP その他プログラム 支援 奨学金・経済的支援 就職情報・キャリア支援 キャンパスライフ 保健センター 学生支援室 育児支援室・休養室 ハラスメント相談体制 ダイバーシティ＆インクルージョン 男女共同参画室 バリアフリー支援室 国際支援 留学生 外国人研究者・教員 在学生向け留学情報 研究者の海外派遣情報 グローバル化支援(学内) ETHZとの戦略的パートナーシップ(SPUR) 研究科支援 研究支援総括室 情報システムチーム 技術部 広報室 環境と安全 環境安全管理室 放射線管理室 研究資金 卒業生・修了生 同窓会 各種証明書交付申請のご案内 寄付のご案内 基金紹介 寄付金の活用事例 寄付者からのコメント 社会貢献 --> 社会貢献 公募 アクセス お問い合わせ 撮影・取材について ポリシー サイトマップ facebook twitter YouTube instagram spotify © 2024 東京大学 大学院理学系研究科 広報委員会 ↑