ブラックホールの周囲にダークマターの存在を示す間接的証拠
 ダークマター(暗黒物質)は、光を発することがないため目に見えないけれども、重力を持つ仮説上の物質だ。

 宇宙の中にたくさんあるが、今だその正体は不明だ。そんな謎多きダークマターが存在するという間接的な証拠が発見されたそうだ。

 香港教育大学の研究チームは、連星ブラックホールを周回する伴星の動きをシミュレーションすることで、ダークマターが大きな摩擦となってその動きに影響を与えていることを確認した。

 目には見えないダークマターを研究するには、これまでブラックホールの合体のようなごく稀な現象を探すしかなかった。

 だが今回の新しいアプローチならば、そのような制約から解放されるという。 

宇宙に多く存在するが目に見えないダークマター

 「ダークマター(暗黒物質)は、宇宙に多く存在しているとされる仮説上の物質だ。

 ダークマターは重力という力で他の物質に影響を与えることができるため、質量の範囲を絞り込むことには成功しているが、光をまったく出さないため、これまでに直接観測されたことはない。

 だが宇宙の動きを観察する限り、必ずダークマターがあるはずだと考えられている。

 宇宙で目に見える物質はたったの5%で、残りの27%がダークマター、68%がダークエネルギー(宇宙の膨張を加速させる未知のエネルギー)と推測されている。
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2つの連星ブラックホールに注目

 謎めいたダークマターを探し出すべく、香港教育大学の研究チームが注目したのが、「A0620-00」と「XTE J1118+480」と呼ばれる2つブラックホールだ。

 どちらも「連星ブラックホール」で、それぞれの周囲を相棒である恒星(伴星)がぐるぐると周っている。

 だが、ブラックホールと伴星は重力によって互いに引き寄せられており、だんだんと近づいている。つまり「軌道の崩壊」が起きているのだ。

 この軌道の崩壊速度を調べてみたところ、1年間で約1ミリ秒であることがわかった。これは驚くべき数値だ。なぜなら、理論上予測されるものより50倍も速いからだ。
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炎のように燃える降着円盤と宇宙塵の壁に囲まれた超大質量ブラックホールのイラスト / image credit:NASA/JPL-Caltech

ダークマターが摩擦になっている可能性

 一体なぜ、予測値と現実の崩壊速度との間にこれほどズレがあるのか?

 その理由はブラックホールの周りにあるダークマターの影響はないかと考えた研究チームは、そこにダークマターがあると仮定して、連星ブラックホールの動きを再現してみることにした。

 そのために使用されたのが、「ダークマター動的摩擦モデル」という天文学者には有名な理論だ。

 これにしたがってシミュレーションしてみたところ、ブラックホールと伴星が近寄る速度が、観測データとぴったり一致したのである。

 ここからわかるのは、ブラックホールの周りにある「ダークマターが大きな摩擦となって、星にブレーキをかけている」という可能性だ。
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ダークマターの正体に迫れる可能性

 20世紀後半に提唱されたダークマターに関するとある仮説によると、ブラックホールに飲み込まれたダークマターは残骸を残し、その周囲に「密度スパイク」なるものができるのだという。

 今回の研究は、そのような高密度のダークマターによって摩擦が生じることを示した間接的な証拠だ。

 研究チームのチャン・マンホ博士は、動的摩擦モデルで初めてブラックホール周辺のダークマターを検証した今回の研究は、「ダークマター研究に新しい方向性を与えるだろう」と語っている。

 これまでダークマターを研究するには、滅多に起きないブラックホールの合体で生じるガンマ線や重力波を調べるよりなく、そのチャンスはそうそうなかった。

 だが連星ブラックホールを利用してダークマターの存在を探る今回のやり方なら、そうした制約から研究者は解放されることになる。

 私たちが暮らす天の川銀河だけでも、似た連星系が少なくとも18個はあるのだそうだ。

 この研究は『The Astrophysical Journal Letters』(2023年1月30日付)に掲載された。

References:Research team finds indirect evidence for existence of dark matter surrounding black holes / written by hiroching / edited by / parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2023年03月28日 20:13
  • ID:lIwbUaeF0 #

BHの連星になるほどの質量を持った恒星が軌道ずれるほど力があるダークマター
重力の元を見つけることが人類が次のステップへいくヒントとなる

2

2. 匿名処理班

  • 2023年03月28日 20:32
  • ID:aIk.pSD.0 #

又ぁ〜、ほんと?

3

3.

  • 2023年03月28日 20:35
  • ID:aIk.pSD.0 #
4

4.

  • 2023年03月28日 20:54
  • ID:qUjrv39u0 #
5

5. 匿名処理班

  • 2023年03月28日 21:03
  • ID:zaAol.d10 #

エーテル理論が完成する。

6

6. 匿名処理班

  • 2023年03月28日 21:08
  • ID:vO5PLHVp0 #

完全に昔のエーテルと同じ扱いになってきたな
特殊相対性理論で宇宙にあまねく満ちていると信じられていたエーテル理論が覆されたように早く画期的な理論がダークマターを覆してほしい
科学者みんなダーク系が存在してると思ってるわけじゃないと信じたい

7

7. 匿名処理班

  • 2023年03月28日 21:25
  • ID:DKKNQmGD0 #

ロシアの傍のベラルーシ、中国の傍の南北朝鮮に例えると分かり易いな。

8

8. 匿名処理班

  • 2023年03月28日 23:29
  • ID:e.1t2LSE0 #

今朝ダークマターを生成しました。

9

9. 匿名処理班

  • 2023年03月28日 23:48
  • ID:zxuIQlyr0 #

>>6
ダーク系って…
観測できないもの
よくわからないものを総称してダークといってるだけよ
日本語とは意味がズレてる
別にファンタジーな闇の物質とかって意味じゃないよ

10

10. 匿名処理班

  • 2023年03月29日 06:52
  • ID:.jP2HHl.0 #

ダークマターの発見マッターなし
親父ギャグは子供の発育にいいんだってね!

11

11.

  • 2023年03月29日 08:21
  • ID:MFC9II3.0 #
12

12. 匿名処理班

  • 2023年03月29日 10:22
  • ID:slEZPWV10 #

>宇宙に多く存在するが目に見えないダークマター
目に見えないと言うのなら空気も赤外線も目に見えないけどね
「観測出来ない」が正しい表現じゃね?

13

13. 匿名処理班

  • 2023年03月29日 11:08
  • ID:Ju7o7Cpd0 #

今日頭の中がどんよりしてうまく動かないんだけど、これもダークマターによる摩擦のせいに違いない。

14

14. 匿名処理班

  • 2023年03月29日 11:48
  • ID:U67s.UUu0 #

>>12
慣用句としての「目に見えない」だろ

15

15.

  • 2023年03月29日 12:07
  • ID:MFC9II3.0 #
16

16. 匿名処理班

  • 2023年03月29日 12:45
  • ID:UpBtqs7c0 #

>>6
ダークマターは架空上の物質ではなく「光や熱で観測できてる星の数とこの銀河全体の計測した質量一致してないけどどういう事? 見えてないけど実在する物質があるってことになる」というのでいろいろ調べた結果、見えてる星や物質の運動にも影響与えてるので実在するのが年々確実視されていっている物質です。

17

17. 匿名処理班

  • 2023年03月29日 16:26
  • ID:pR8XSO4d0 #

他の人も言っているけど「dark matter」で使われる「dark」は、"曖昧"とか"隠された"とかの方の意味が強いので、「dark matter」の日本語訳は「暗黒物質」よりも「未確認物質」でいいのではと毎回思う
日本だとファンタジー系で「ダークマター」好き過ぎて、そっちの「なんか凄い物質」の意味に引っ張られている人が多い雰囲気

あと「エーテル理論」風になっているの否定的な人が多いけど、残念ながらこの間ノーベル賞とった人の重力子論とかも含めてエーテル理論風なのが再来しているので諦めて!

18

18.

  • 2023年03月29日 19:26
  • ID:rB5uw.Wo0 #
19

19. 匿名処理班

  • 2023年03月29日 21:54
  • ID:rIKqZ6In0 #

多分大天才が覆すよなダークマターとかダークエネルギーって。
周辺の観測状況から察するにこんな物質やエネルギーがあるはずだ!それ自体は観測できないけど!って完全にエーテル時代と同じこと言ってるし

20

20. 匿名処理班

  • 2023年03月30日 07:30
  • ID:.ygdILQ10 #

>>8
雲黒斉の野望

21

21. 匿名処理班

  • 2023年03月30日 10:47
  • ID:veXFQKXW0 #

>>19
現時点での宇宙の総質量仮定をひっくり返すには、宇宙モデルの根幹からの見直しが入るので、
天才が覆すがひっくり返すのではなくて普通の学者さんが観測の積み重ねて紐解いていく感じ

22

22. 匿名処理班

  • 2023年03月30日 16:43
  • ID:PEsqydZq0 #

ダークマターやダークエネルギーを否定することは非科学的だ、ものを知らないやつだ、的なコメがあるけど
仮説の一つに過ぎないし実証されたわけじゃないし、盲信するのもどうかと思うな
疑うことが科学の本質だと思うけど、ダークマターやダークエネルギーは間違いないって過信するのはどうなんだろう

23

23. 匿名処理班

  • 2023年03月30日 20:24
  • ID:Gdd.GmYx0 #

>>22
散々言われているけどダークマターやダークエネルギーは未知の物質という意味だからね?
まず前提となる「宇宙の総質量の算出方法」から否定するとなると、現代宇宙論を一から全部やり直さないとダメになるレベルだけど
やり直すような根拠も現時点ではないから、仮説として「ダークマター」や「ダークエネルギー」が設定されているだけ

疑うも何もそもそもでわからないから「ダークマター」や「ダークエネルギー」として仮置きされているだけなのですよ…

24

24. 匿名処理班

  • 2023年03月31日 11:40
  • ID:BPrfvwM90 #

現代の宇宙論では宇宙の総質量の内訳は、
物質が3割。エネルギー状態で存在しているモノが7割(←これがダークエネルギー)
物質の中でも既知の物質が2割ぐらい。未知の物質が8割ぐらい(←これがダークマター)

こんな感じのガバ

25

25. 匿名処理班

  • 2023年03月31日 16:33
  • ID:SFmeOPRZ0 #

「ここにはダークマターが存在していないとおかしい」っていう今までの話と何ら変わりないじゃん

26

26. 匿名処理班

  • 2023年03月31日 22:26
  • ID:GhZflraK0 #

>>25
観測可能宇宙内で想定より星の数が少ないという観測結果があるからね
現時点では把握できる情報が少なすぎるから仮定の存在を想定しておくしかないのよ
当然ながら別に誰一人としてそれでよしとなんて思ってないけど、
仮定すらも否定するのは学問ではなくて、単なる感情論でしかないからね

いつかそれを根幹から否定できる宇宙論モデルが構築されるかもしれないけど
いまはどうしようもない。現時点での人類の限界なんだもん

27

27. 匿名処理班

  • 2023年04月12日 06:57
  • ID:zCx8SztJ0 #

あんまりにも大きな重力で集まったダークマターが水飴みたいに澱んで伴星の公転を遅らせてるわけか

28

28. 匿名処理班

  • 2023年04月13日 10:28
  • ID:uAdSEjtW0 #

現状の星々の動きから存在を示唆される不可視の質量の仮称ダークマター。名前はかっこいいから決まったらしい。
名付け親さん先見性ありすぎだね!

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