3年以内に衝突する運命にある2つの超大質量ブラックホール

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　太陽の2億個分の質量がある、超大質量ブラックホールのペア（連星）が発見され、もうすぐ衝突する可能性があるという。

　天文学者が口にする「もうすぐ」は、ちっとも「もうすぐ」ではないことがあるが、今回のケースは本当にもうすぐだ。

　約11億光年先にある「SDSS J1430+2303」という銀河の中心で検出されたシグナルが、もし本当に超大質量ブラックホールの連星からのものならば、3年以内に衝突する運命にあるという。

ブラックホールの衝突は合体による可能性

　衝突するブラックホールが初めて発見されたのは2015年のことだ。これを皮切りに、その後もこの壮大な現象によって波紋のように広まる「重力波」が、いく度か検出されてきた。

　これまで観察された衝突のほとんどは、恒星と同じくらいの質量をもつブラックホール同士のものだ。これはごく当たり前のことだ。

　というのも、重力波の検出に使われる観測装置「LIGO」と「Virgo」は、この範囲の質量を得意とするからだ。

　だが銀河の中心には、太陽の数百万倍から数十億倍という、もっと巨大な「超大質量ブラックホール」も存在する。

　残念ながら、こうした巨大ブラックホールの衝突で生じた波紋は、周波数が低すぎて、現在の観測機器では検出することができない。

　それでも、それによって発生するとてつもない光の爆発なら観測できるのではないかと考えられている。

　そのスペクトル全体にまたがる光なら、超大質量ブラックホール同士の衝突がどのような結末になるのか、ヒントを与えてくれることだろう。

　現時点で、そのような巨大ブラックホールが形成されるプロセスははっきりしていない。しかしいくつかの観測結果から、ブラックホール同士の合体によるものである可能性が示唆されている。

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合体した銀河中心で互いを周回する超大質量ブラックホールの連星

　これまで、合体した銀河の中心で崩壊しながらお互いを周回する、超大質量ブラックホールの連星らしきものなら見つかっている。

　これは銀河の中心から放たれる光の揺らぎから推測されたことだ。

　さて、ここで今回の主役である銀河「J1430+2303」の話だ。

　今年初め、中国科学技術大学のジャン・ニン氏らによって、この光の揺らぎに妙なことが起きていると報告された。1年あったはずの揺らぎのサイクルが、3年のうちにどんどん短くなって1ヶ月になってしまったのだ。

　これが銀河中心にある超大質量ブラックホール連星が関係しているのかどうか、今のところ確かなことは不明だ。

　銀河の中心は不可解なシグナルが飛んでくる不可思議な場所だ。だから、もしかしたら別の原因があるのかもしれない。

　そこで広州大学のドウ・リミン氏らは、ことの真相を突き止めるためにX線に注目した。X線観測天文台から200日分のデータを集め、崩壊するほど距離が近い超大質量ブラックホール連星に見られるような高エネルギーの痕跡があるかどうか確かめてみたのだ。

　するとJ1430+2303から放たれるX線に変化があることが確認された。ブラックホールに落下する鉄から放たれたX線でも同様だった。どちらも超大質量ブラックホール連星に関係するものだ。

　ただし、いずれも決定的な証拠ではない。また、その後7月に発表された電波の分析でもはっきりした結論は出なかった。つまり、もうすぐ超大質量ブラックホールが衝突するのかどうか、確かなことはまだわからない。

　それでも、J1430+2303の中心では何か変わったことが起きているようだ。仮にブラックホール同士の壮大な衝突が起きないのだとしても、引き続き注目する価値のある銀河である。

　この研究は『Astronomy & Astrophysics』に受理された。現在『arXiv』（2022年8月25日投稿）で閲覧することができる。

References:A Pair of Supermassive Black Holes Could Be Fated to Collide Within 3 Years : ScienceAlert / written by hiroching / edited by / parumo

追記：（2022/09/3)小見出しを一部訂正して再送します。

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