新たに発見されたブラックホールは太陽ほどの大きさの星を食い続けている

不気味な季節がやってくるちょうどその頃、天文学者たちは暗くて空腹な宇宙の怪物を発見した。新たに発見された Swift J0230 と名付けられたブラックホールは、太陽によく似た恒星の巨大な塊を徐々に食べている。この恒星が Swift J0230 の近くを通過するたびに、地球 3 個分に相当する質量を失う。この発見は、9 月 7 日にNature Astronomy誌に掲載された研究で説明されている。

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2MASX J02301709+2836050と呼ばれる近くの銀河の中心から発せられたと思われる明るいX線閃光が、最初にレスター大学の天文学者チームを警戒させました。この銀河は天の川銀河から約5億光年離れており、ブラックホールSwift J0230はNASAのニール・ゲーレルズ・スウィフト天文台の科学者が開発した新しいツールによって正式に発見されました。

研究チームはこのブラックホールのさらなる観測を予定し、予想通りに崩壊するのではなく、7～10日間明るく輝いた後突然消え、このプロセスを約25日ごとに繰り返すことを発見した。

「新しい突発現象探知ツールを導入してから数か月以内にスウィフトJ0230を発見できたことを考えると、このような天体がまだたくさん存在し、発見されるのを待っていると期待しています」と、研究の共著者でレスター大学の天体物理学者キム・ペイジ氏は声明で述べた。

研究チームによると、準周期的爆発や周期的核遷移でも同様の現象が観測されている。これは、星が近くを周回しているブラックホールに物質を奪われる現象である。しかし、ブラックホールは爆発の頻度や、爆発が主にX線か可視光線かによって異なる。Swift J0230の放射の規則性は、これら2種類の爆発の中間に位置しており、両者の「ミッシングリンク」を形成する可能性があることを示唆している。

「太陽のような恒星が低質量ブラックホールに繰り返し破壊され飲み込まれるのを観測したのは今回が初めてです」と、研究の共著者でレスター大学の天文学者フィル・エバンズ氏は声明で述べた。「いわゆる『繰り返し部分的な潮汐破壊』現象自体がまったく新しい発見で、数時間ごとに爆発するものと、1年かそこらで爆発するものの2種類に分けられるようです。この新しいシステムはちょうどこの2つの中間にあたり、数値を計算すると、関係する天体の種類もうまく当てはまることがわかります。」

研究チームは、この 2 種類のイベントに提案されているモデルをガイドとして使用しました。彼らは、Swift J0230 の爆発は、太陽サイズの恒星が銀河の中心にある低質量ブラックホールの周りを楕円軌道で回っていることを示していると結論付けました。この恒星の軌道がブラックホールの強力な重力に近づくにつれて、地球 3 個分の質量に相当する物質が恒星の大気から吸い込まれ、ブラックホールに落ち込むときに加熱されます。この高熱は約 360 万度で、Swift 衛星が最初に検出した X 線の急増を放出します。

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研究チームは、このブラックホールの質量は太陽の約1万～10万倍と推定している。これは、銀河の中心に通常見られる超大質量ブラックホールとしては驚くほど小さい。比較すると、私たちの銀河の中心にあるブラックホールは太陽の約400万倍の質量であると考えられており、大半は太陽の約1億倍の質量である。

これは、レスター大学のチームによって開発され、同大学のコンピューター上で稼働している、スウィフト衛星の新しい過渡現象検出器による最初の発見である。

「このタイプの物体は、私たちがこの新しい施設を建設するまでは、基本的に検出できませんでしたが、その直後に、このまったく新しい、これまで見たことのない現象が発見されました。スイフトはほぼ 20 年の歴史を持ち、突然、私たちが存在すら知らなかったまったく新しい現象を発見しています」とエバンズ氏は語ります。「宇宙を見る新しい方法を見つけるたびに、何か新しいことを学び、これまで知らなかった何かが宇宙にあることを発見するということを示していると思います。」

チームは英国宇宙庁と英国科学技術施設評議会（STFC）の支援を受けた。