2006年06月03日

されどブラックホール

 小十郎は次のような一言と俳句を残していました。
小十郎の一言:なかなかすてき

天体に 落ちこんでいく 俳句だね

(小十郎一言俳句監修:小十郎)
 最近編集スタイルを変えて小十郎の日誌ごとに基礎科学知識を掲載している梵でありますが、小十郎はこれを気に入ったようです…。

 その様子を俳句に残している小十郎です…。

 このブラックホール効果か、小十郎は手前運について次のように述べていました。
小十郎占い:手前運上昇中

本日は、どうしてブラックホールの存在がわかるのかについて手前しましょうかね…。

小十郎占い監修:小十郎
 うぅぅん…。つまり、ブラックホールの存在について示すに、一言俳句と小十郎占いであらわしたというわけですね…。

 政景の流体ブラックホールの実験報告「音響版ブラックホール」に続く、小十郎ブラックホール説の発表ですね…。

 良い出来ですね…。



 そうそう。前回は「量子力学とブラックホール」でどうしてブラックホールの存在がわかるのかについてお話しましたが、今回は、ブラックホールの存在をどのようにして確認しているのかのお話をしましょうかね…。

 現在、ブラックホールの観測には主に 2 種類の方法が使われています。その一つが、ブラックホールの近くからやってくる X 線や γ 線などを観測する方法です。

 可視光や X 線などの電磁波は、波長と振動数が反比例します。つまり、波長が長いほどエネルギーが高くなります。可視光では、赤い光よりも青い光の方が波長が短くなります。青い光よりも波長の短い電磁波が紫外線で、X 線は紫外線よりも波長が短くなります。γ 線は X 線よりもさらに波長が短い(つまりエネルギーが高い)電磁波になります。

 降着円盤からブラックホールに物質が落ちていくとき、非常に高温になります。そのため X 線や γ 線など高いエネルギーをもった電磁波が放射されます。 即ち、X 線や γ 線の強さや変化などを観測することで、そこにブラックホールがあるかどうかを推定する、というものです。

 もう一つは、周囲のガスや天体の動きから推定する方法です。周囲の天体やガスが動くスピードがわかると、中心にあるはずの質量の大きさや、どれくらいの領域の範囲内にその質量が存在しているのかを計算できます。

 ある程度狭い領域に大きな質量があるとき、ブラックホールと考えるのが妥当とする観測です。

 但し、これらの方法を用いても、現状ではブラックホールの存在が観測によって 100% 証明されるわけではありません。ブラックホールに物質が吸いこまれて見えなくなる現場を観測できれば、ブラックホールであることが最終的に確認できます。

 しかし、現在の観測技術( 2005 年 11 月 中旬時点)では、空間分解能などの点から非常に難しいようです。将来的により細かく観測できる技術が開発されれば、ブラックホールを直接みることもできる可能性はあります。

 直接ブラックホールを観測することは難しいですが、現在の技術の状態でも、間接的に証拠を得ることができます。その一つが重力による赤方偏移を観測する方法です。電磁波は重力によってエネルギーを失うことが知られています。エネルギーを失うことは振動数が小さくなるので、波長が長くなります。可視光に例えれば、青い光が赤色になってしまいます。これは、「重力の赤方偏移」と呼ばれる現象です。

 ブラックホールの周囲からはさまざまな電磁波がやってきます。即ち、その電磁波の中に重力赤方偏移をとらえようというものです。理論的に予測されているとおりの赤方偏移が観測されれば、ブラックホールの最終確認に繋がります。

 1993 年から 2001 年まで運用された日本の X 線天文衛星「あすか」の観測によって、すでにその徴候がとらえられています。が、但し、議論の余地は残されているようです。

 ブラックホールまでではありませんが、重力の非常に大きな星に「中性子星」とよばれるものがあります。中性子星もブラックホールと同じように、周囲に降着円盤をつくることがあります。

 ブラックホールには、ふつうの星のような表面はありません。ブラックホールに落ちていった物質は、そのまま吸いこまれるようにして消えてしまいます。降着円盤からは X 線などが放出されますが、たとえば中性子星に落ち込んでいった物質が表面に衝突すると、降着円盤とは温度が異なる X 線が出るのではないかと考えられています。ブラックホールの場合にはそのような形跡は残らない筈です。そのあたりを調べることでブラックホールの存在を証明できるかもしれないという議論も行われているといいます。
posted by 梵 at 00:46| Comment(0) | TrackBack(3) | 小十郎日誌 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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