広島大学ら、ブラックホールに吸い込まれる直前の物質を世界で初めて観測

2018年7月1日 09:39

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「はくちょう座X-1」の想像図(ESAより)。(画像:広島大学発表資料より)

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 世界で初めて、ブラックホール連星系からの偏光の硬X線による高信頼性の観測に成功した。ブラックホールに吸い込まれる直前、わずか100kmの距離での物質の幾何構造がこれにより判明したのである。

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 研究に名を連ねているのは、広島大学大学院理学研究科の高橋弘充助教、宇宙科学センターの水野恒史准教授、東京大学大学院理学系研究科釡江常好名誉教授、名古屋大学宇宙地球環境研究所田島宏康教授、早稲田大学理工学術院先進理工学研究科片岡淳教授ら、日本とスウェーデンのPoGO+(ポゴプラス)国際共同研究グループである。

 同グループは、ブラックホール連星系である「はくちょう座X-1」からの硬X線放射の偏光観測を実施した。

 この観測はこれまで技術的に困難であると考えられていたのだが、X線やガンマ線の偏光観測を、直径100メートルに膨らむ気球に搭載することで実現し、硬X線の帯域において世界で初めて、信頼性の高い変更情報を得ることに成功したのである。

 結果として、はくちょう座X-1において、恒星からブラックホールに吸い込まれている物質は、相対論的な効果を強くは受けておらず、ブラックホールまで約100kmの位置から内側では、広がった幾何構造をしていることが明らかになったという。

 ブラックホールに吸い込まれる物質がどのような挙動をするかについては謎が多く、30年以上にも渡って論争が続いていたため、今回の発見はそれを解明する画期的なものである。

 また今後は、さらに様々な質量のブラックホールにおいて、ブラックホールに吸い込まれる物質が重力の影響をどのように受けているかが明らかにされ、ブラックホールへの理解が進んでいくことが期待される。

 なお、研究の詳細は、英国の科学誌「Nature Astronomy」(オンライン版)に掲載されている。(藤沢文太)

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