100日後に合体するブラックホール。史上初の融合の瞬間を観測できるかもしれない

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　100日後にワニが死んだり、100日後に吸着事故を起こす放射線技師がいたり、100日後はある種の人気コンテンツとなっているが、ここにきて最大の100日後が到来だ。

　地球から12億光年離れた銀河では、2つの超大質量ブラックホールが互いの重力で引きつけ合っており、早ければ100日後、遅くとも3年後には合体して1つになると天文学者らが予想している。

　もしこれが本当だとすれば、史上初めてブラックホールが融合する瞬間がリアルタイムで観測されることになる。

　ブラックホールが合体するとどうなってしまうのだろう？さあ、今からカウントダウンの漫画を書いてTwitterに投稿しなければ！

互いの重力で引き付けあうブラックホール連星

　ペリメーター理論物理学研究所（カナダ）のヤン・ファン氏は、広視野掃天観測調査「Zwicky Transient Facility（ZTF）」で捉えられた光の中に面白いパターンがあることに気がついた。

　光の発生源は、地球から12億光年離れた遠方の銀河にある2つのブラックホールであるらしいのだが、その周期パターンからは両者が接近していることがうかがえたのだ。

　データによるならば、3年にわたる観測期間中、ブラックホール連星の距離は1光年から1光月にまで縮まった。つまり光が1年かけて移動する距離から、1月で移動する距離にまで近づいたということだ。

　もしこの傾向がその後も続くならば、ブラックホールのペアは太陽と冥王星の距離にまで接近するだろうと考えられた。

　この結果から、早ければ100日後、遅くても3年以内には、壮大なブラックホールの合体を目撃できるかもしれないとヤン氏らは予測している。さらに5年から10年も観測すれば、そのときに生じた重力波も検出されるだろうという。

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ブラックホールは本当にが合体するの？

　この予測が本当に正しいのかどうかはわからない。なにしろ、ブラックホールが合体する瞬間が目撃されたことはこれまでに一度もないのだ。

　この研究を発表した当のヤン氏も、「懐疑的な人もいるでしょうし、そう考えてもしかたありません」と、それが信じがたい発見であることを認めている。

　ケンブリッジ大学天文学研究所のアンドリュー・ファビアン教授もまた、何が起きるのかよくわからないと困惑する天文学者の1人だ。

　それでも決定的瞬間を逃すわけにはいかないため、NASAのX線宇宙望遠鏡「NuSTAR」を予約するなど準備を進めているという。

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合体の瞬間が目撃されたことはこれまで一度もありません。今現在、その軌道では大量のガスが激しく加速しています。

両者が接近することで、膨大な量のガスが流出しているのかもしれません。そのために非常に明るくなり、状況を観察しにくくする可能性もあります（アンドリュー・ファビアン教授）

合体したブラックホールはどうなるの？

　ブラックホールが合体するだろうことは以前から予測されていた。

　ブラックホールの中にはとてつもなく巨大なものがある。だが、それほどまでに巨大な天体に成長するプロセスは、まだよくわかっていない。

　周囲にある物質をただ飲み込むだけで、太陽の200億倍もの質量に成長するとは考えにくいからだ。

　そこでもう1つの成長プロセスとして、ブラックホールの合体が提唱されている。

　天の川銀河のど真ん中にある「いて座A*」のように、どの銀河の中心にも巨大なブラックホールが鎮座していると考えられている。

　銀河同士が衝突したときに、中央にあるブラックホール同士が互いの重力で引きつけ合い合体すれば、1つの超巨大なブラックホールが誕生するかもしれない。

　だが、この現象がリアルタイムで目撃されたことは一度もない。今回、もし本当にブラックホールの合体が観測されれば、この謎めいた天体にまつわる多くの謎が解明されることだろう。

　この研究の未査読版は現在、『arXiv』（2022年1月27日投稿）で公開されている。

References:Astronomers are gearing up for never-before-seen merger between two black holes / written by hiroching / edited by parumo

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