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2019年4月15日 (月)

宇宙のことに思いを馳せる。(3)

4月11日の朝刊各紙は「ブラックホールの撮影に初めて成功」というニュースが写真入りで大きく報じられた。このブログの宇宙シリーズの3回目はブラックホールを取り上げようと思っていた矢先のグッドタイミング。今から104年前、アインシュタインが「一般相対性理論」を発表、翌年ドイツの学者がそれを基にブラックホールの存在を予測した。しかし、その実態は重力が強すぎて光すら脱出できないので、「存在すれども姿は見えず」という謎の天体だった。そもそもブラックホールというから、形状は穴のようなものかと思いきや黒い球状のようなものだという

◆今回撮影に成功したのは地球から5,500万光年離れた「M87」という楕円銀河の中心部にある巨大なブラックホール。黒い穴の中心に太陽の65億倍の質量を持つ本体があるという。地球から最も近いブラックホールは我々の「天の川銀河」の中心にあり、2万6000光年の距離にある「いて座Aスター」と見られている。質量は太陽の400万倍もあり、この画像の撮影にも挑んでいるそうだが、早く成功して欲しいものだ。

◆さて、ブラックホールはどのようにしてできるのだろうか。超新星爆発を起こすような重い星の中でも、太陽の20倍を超えるような非常に重い星の場合、爆発後に残される中心核は自らの重力に耐え切れず、さらにドンドン潰れていく。こうして極限まで潰れた非常に密度の大きい天体が、ブラックホールと呼ばれる。
爆発した星の外層部分は宇宙空間に飛び散り、超新星残骸となって広がっていく。一方、中心部は超高温・超高密度の星、中性子星として残る。中性子星は太陽ほどの重さがあるが、その半径は10km程と大変小さい。太陽のような比較的軽い星が最後に辿る白色矮星の密度は1㎤あたり10t程と驚異的だが、中性子星の場合はなんと1㎤あたり、その100万~1000万倍というから想像を絶する。こうした中性子星の中の特に密度の大きいものがブラックホールの有力候補とされ、1970年に「はくちょう座X-1」がはじめてその候補に上がった。現在では観測が進み、ブラックホールの候補になる天体が10数個見つかっているという。

◆超新星の爆発の記録は、日本でも藤原定家の日記「明月記」に見られる。1054年、空に突然明るい星が現れ、昼間も輝き続けて3週間上も続いた。この記録はアメリカの先住民が描いたと思われる壁画にも残っている。太陽10億個以上の明るさに匹敵するその光は、おうし座の超新星(SN1054)が爆発したときのもの。その時の残骸が「かに星雲」と呼ばれる惑星状星雲である。その中心核が中性子星として再生されている。超新星は1つの銀河でおよそ100年に1つの割合で出現すると考えられている。我々の銀河系内では1604年に出現したのが最後で、現在のところまだ観測されていない。(続く)

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