ブラックホールが模擬星を飲み込む様子を見る

ドイツのマックス・プランク天体物理学研究所では、仮想の星々が模擬ブラックホールと死闘を繰り広げた。ブラックホールの重力によって、これらの星々は引き伸ばされ、歪められ、分裂し、場合によっては完全にガスの流れに引き裂かれた。

ブラックホールは宇宙空間にある非常に密度の高いスポットで、重力が強すぎて光さえも逃れることができません。ブラックホールは目に見えないため、天文学者は特別なツールを備えた宇宙機器を使って、宇宙における自然の力の位置を特定する必要があります。シミュレーションは、天文学者がこれらの目に見えない巨大な物体を理解するのに役立ちます。

このシミュレーションは、同研究所のフェローで理論天体物理学者のリュ・テホ氏が主導したもので、大きさや密度が異なる8つの星をブラックホールに送り込んだ。仮想の空間は、太陽の100万倍の質量を持つ星を引っ張った。星の大きさは太陽の10分の1から10倍まで様々で、それぞれブラックホールの重力と異なる形で相互作用した。星はU字型の軌道を描き、ブラックホールから2400万マイルまで接近し、ブラックホールの引力が大きな影響を及ぼし始めた。

シミュレーションされた星の中には、ブラックホールから遠ざかるにつれて完全に引き離され、再生できないものもありました。しかし、他の星は部分的にしか崩壊せず、ブラックホールから遠ざかるにつれて、星自身の重力によって再び引き寄せられました。星が再生する能力は、シミュレーションされた星の質量にわずかに左右され、内部密度に大きく左右されました。

研究チームはまた、ブラックホールの質量の違いやブラックホールへの星の接近方法の違いなど、シミュレートされた星とその形状を維持または回復する能力に影響を与える他の要因も調べた。各要因は、潮汐破壊、つまり星がガスの噴出に引き裂かれることに異なる影響を及ぼした。

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このシミュレーションは、アインシュタインの一般相対性理論の効果と、現実的な内部構造を持つシミュレートされた星を融合させた初めてのシミュレーションでした。このような仮想シミュレーションは、天文学者が宇宙全体でこれらの激変的な相互作用がどのように起こるかについての理解を深め、より明確なイメージを得るのに役立ちます。