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太陽の1000万倍!物理法則を破るほど明るい天体が発見される

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(著) (編集)

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  宇宙の片隅で、物理法則を破るほど明るい天体が発見された。

 おおぐま座の銀河M82にある、史上最も明るい「M82 X-2」という超大光度X線源(ULX)は、太陽の1000万倍ものエネルギーでギラギラと輝く。

 「エディントン限界(光度)」と呼ばれる物理法則に照らすなら、その明るさは星が耐えられるエネルギーを超えており、普通ならバラバラに吹き飛んでしまうはずだ。

 ところがM82 X-2は、時折その限界を100~500倍超えてもなお平然としている。この謎の天体は、なぜ物理法則に反しても宇宙に存在することを許されるのか?

 その理由は今のところ不明だが、天文学者の仮説によれば、原子を変形させるほど強力な磁場に秘密があるようだ。

ブラックホールではないだと?物理法則を突破した天体「M82 X-2」

 強力なX線を放ち、恒星の限界よりも明るく輝く小さな天体のことを「超大光度X線源(ULX)」という。NASAが運用するX線宇宙望遠鏡「NuSTAR」によって検出された「M82 X-2」も、謎めいた超大光度X線源の1つだ。

 その明るさは太陽の約1000万倍で、常識的な物理の限界を超えている。そんな超大光度X線源の正体はブラックホールではないかと疑われてきた。

 だが『The Astrophysical Journal』に掲載された研究によると、じつはM82 X-2は「中性子星」であるという。

 質量が太陽の8~10倍くらいの星は、寿命が尽きて超新星爆発を起こすと、小さな残骸を残す。それが中性子星だ。

 直径は20キロほどだが、重さは太陽に匹敵する宇宙でもっとも高密度の天体の1つだ。それゆえに重力は凄まじく、NASAの解説によれば、地球の地表重力の100兆倍もあるのだという。

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M82銀河とピンク色の部分が超大光度X線源である「M82-X2」 / image credit:NASA/JPL-Caltech/SAO/NOAO

 ブラックホールには敵わなくても、中性子星の重力は桁外れだ。だから、そこに落下する物体は、爆発的な勢いで衝突する。

 たとえば、ふんわりと柔らかなマシュマロでさえ、中性子星にぶつかった時のエネルギーは、水爆1000個分にもなる。

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「M82-X2」を検出したNASAのX線宇宙望遠鏡「NuSTAR」 / image credit:NASA

なぜ明るさの物理限界を突破できるのか?

 今回の研究では、M82 X-2は近くの星から毎年地球1.5個分の物質を吸い上げていることを明らかにしている。

 そうした物質がM82 X-2に激しく衝突すれば、太陽の1000万倍という明るさは十分に生じると考えられる。

 だがそれは物理的にあり得ない明るさなのだ。星が光るとき、そのエネルギーによって星は外側に押し出される。だから、あまりにも強烈な光を放つ星は、バラバラになってしまう。

 外側に広がる光のエネルギーと星の重力がちょうど釣り合う明るさを「エディントン限界光度」と言い、星の明るさの限界とされている。

 だが、82 X-2はその限界を突破して明るい。ならば、M82 X-2ではエディントン限界を突破できるような何かが起きているはずだ。

 その何かとは何か? 今の時点で確かなことはわからない。だが研究チームの仮説によれば、中性子星の強烈な磁場が関係しているかもしれないという。

 それによって原子が変形し、あり得ないほどの光が発生しても、星がまとまっていられると考えられるのだそうだ。

References:NASA Study Helps Explain Limit-Breaking Ultra-Luminous X-Ray Sources / Bizarre object 10 million times brighter than the sun defies physics, NASA says | Live Science / written by hiroching / edited by / parumo

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この記事へのコメント 34件

コメントを書く

  1. 光の国から ぼくらのために 来たぞ 我等の

    • +4
  2. 地球の地表重力の100兆倍の光の国からは、来れない気がする。

    • +6
    1. >>4
      松岡修造もエディントン限界超えてる説

      • 評価
  3. 地球上(太陽系?)以外で通用しない事も広い宇宙にはあるのかもね

    • +1
  4. 直径20㎞が太陽と同じ重さをとか意味不明過ぎて頭が追いつかない
    地球の重力の100兆倍とか想像の域を大きく逸脱し過ぎて意味不明
    宇宙はヤバいな

    • +12
  5. 昔のパソコンの型番みたいな惑星だな。

    • 評価
  6. 所詮物理法則は、人間が想像しうる事が限界点

    某錬金術師漫画のセリフだけど「ありえないなんてことはありえない」

    • -1
    1. >>8
      >>10
      ”現在判明している物理法則”から外れている≠物理法則が間違っている
      現実の事象を検証することによって、おそらくそうであろうと合意が為されているのが”現在判明している物理法則”
      根拠も論拠もあるものであって、想像力で適当に作ったものでは、断じてない

      人類の知識も技術も有限であって、”現在判明している物理法則”は不完全なものでしかない
      その不完全な部分の一部がコレを研究することによって判明するかも知れない、と言う発見であって、物理法則そのものを否定する発見ではない

      • +3
  7. 法則から大きくハズレるものこんだけポンポン見つかるってことは何かしらの点で法則がそもそも間違ってるのかな

    • -1
  8. まぁこっちが勝手に推測してるだけだしね

    • +1
  9. 日進月歩
    宇宙の全容が明かされる日が来たらとんでもない事になりそうだな
    今現在考えられている、推測されている図とは全然違う可能性がある

    そう、ティラノザウルスに毛があったとか並に

    • +1
  10. またダークなんとかで説明つけようとするぞ

    • -3
    1. >>15
      「ダークマター」や「ダークエネルギー」は未発見の物質やエネルギーに仮付けした名称なので、今回の状況とは少し違う
      ただこの事象に「ダーク~」が絡んでいる可能性があるならば、「ダーク~」の解明が進む可能性があるのでロマンはある

      • +3
      1. >>20
        そして、ダークチョコレートは洋酒に合うの。

        • +1
  11. >ふんわりと柔らかなマシュマロでさえ、中性子星にぶつかった時のエネルギーは、水爆1000個分にもなる。

    中性子性は、いわば星サイズのでっかい原子核だから、ぶつかったという状況は、核融合したという状況そのものだね。

    • +1
  12. >直径は20キロほどだが、重さは太陽に匹敵する

    どんな元素がどれくらいの密度になってるんだろう

    • 評価
    1. >>17
      中性子星は元素ではなく、
      通常は原子核を構成している中性子でできてる。
      言わば巨大な原子核のような天体。
      1c㎥で10億トンというわけわからん密度。

      • +5
  13. 法則と言っても重力と光圧だけで単純に考えたら、という前提が付く。
    「物理法則を破る」なんてのはサイエンスライターが目を引きたいために付けてるだけのタイトルなんだけど、真に受ける人の事考えたら弊害が大きいように思う。

    • +4
  14. 老眼だから
    明るい方がいいんだなー。

    • 評価
  15. この星の秘密を解き明かせばLED以上にエネルギーロスの無い光源の開発が捗るんだろうか

    • 評価
  16. マグネターという極端に強い磁場を持つ中性子星がモノとしては近いかな。

    • +1
  17. みんなで、ロバート・L・フォワードの「竜の卵」読もうぜ。

    • +1
  18. 物理法則か観測結果のどちらかが間違ってる可能性は?

    • -1
  19. 水素1000個分ってスゴいのかどうか分からないw

    • +1
    1. >>32
      水素1000個分じゃなくて水爆1000個分だよ

      • 評価
  20. うっひょ~重力100兆倍だって、よし修行すっかっ。

    • +1

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