ほぼ半世紀の間、科学者たちは、星がそのライフサイクルの終わりに来るとき、それが重力崩壊を受けるという理論に同意しました。この時点で、十分な質量が存在すると仮定すると、この崩壊によりブラックホールが形成されます。ブラックホールがいつどのように形成されるかを知ることは、天文学者が長い間求めてきたことです。
そして、なぜですか？ブラックホールの形成を目撃できることは驚くべき出来事であるだけでなく、科学的発見の宝庫にもつながります。そして、コロンバスのオハイオ州立大学の研究者チームによる最近の研究によると、私たちはついにそれをやったかもしれません。
研究チームは、オハイオ州立大学の天文学教授で著名な学者であるクリストファーコチャネクが率いました。大双眼鏡望遠鏡（LBT）とハッブル宇宙望遠鏡（HST）で撮影した画像を使用して、彼と彼の同僚は、N6946-BH1という名前の赤い超巨大星の一連の観測を行いました。
ブラックホールの形成過程を打破するために、星のライフサイクルに関する現在の理解によれば、非常に質量の大きい星が超新星を経験した後にブラックホールが形成されます。これは、星が燃料の供給を使い果たした後、突然質量の損失を受け、そこで星の外殻が脱落し、残りの中性子星を残します。
次に、放出された水素イオンに電子が再付着し、明るいフレアアップが発生します。水素の融合が止まると、恒星の残骸が冷えて消え始めます。そして最終的に、残りの物質は凝縮してブラックホールを形成します。
しかし、近年、いくつかの天文学者は、いくつかのケースでは、星は失敗した超新星を経験すると推測しています。このシナリオでは、非常に高い質量の星が、通常の大量のエネルギーのバーストを事前に発生させることなく、ブラックホールに変化することによってそのライフサイクルを終了します。
オハイオチームが彼らの研究で指摘したように、「大型双眼鏡望遠鏡による失敗した超新星の探索：消える星の確認」と題しました–これは、私たちの25倍の質量を持つ赤い超巨星N6946-BH1に起こったかもしれません太陽は地球から2000万光年離れた場所にあります。
LBTで取得した情報を使用して、チームは、N6946-BH1が2009年から2015年の間に、2つの別々の観測が行われたときに、その光度にいくつかの興味深い変化を示したと指摘しました。 2009年の画像では、N6946-BH1は明るく孤立した星として表示されます。これは、2007年にHSTが取得したアーカイブデータと一致していました。
ただし、2015年にLBTによって取得されたデータは、可視波長では星が見えなくなったことを示しています。これは、同じ年のハッブルデータによっても確認されました。 LBTデータはまた、2009年の数か月間、星が短時間で激しいフレアアップを経験し、太陽よりも100万倍明るくなり、その後徐々に消えていったことを示しています。
彼らはまた、比較のためにPalomar Transit Factory（PTF）調査からのデータ、およびRon Arbor（イギリスのアマチュア天文学者および超新星ハンター）によって行われた観察を調べました。どちらの場合も、2009年の短期間にフレアの兆候が観察された後、着実にフェードが続いています。
結局、この情報はすべて、失敗した超新星ブラックホールモデルと一致していました。グループの論文の筆頭著者であるコチャネク教授は、メールでSpace Magazineに次のように語った。
「この出来事の失敗した超新星/ブラックホール形成の写真では、トランジェントは失敗した超新星によって引き起こされています。イベントの前に見える星は赤い超巨星です。つまり、水素燃焼シェルの外にコンパクトなコア（〜地球のサイズ）があり、次に、主に水素の巨大でふくらんでいる拡張エンベロープがあり、木星のスケールまで拡張されている可能性があります。軌道。この封筒は星に非常に弱く結合されています。星の中心が崩壊すると、ニュートリノによって運び去られたエネルギーのために、重力の質量は太陽の質量の数十分の一だけ低下します。星の重力のこの低下は、それを漂わせるパフィーエンベロープを通して弱い衝撃波を送るのに十分です。これにより、クールで低光度（超新星と比較して、太陽の光度の約100万倍）の過渡現象が発生し、約1年続き、再結合のエネルギーによって駆動されます。ふくらんでいるエンベロープ内のすべての原子がイオン化されました-原子に結合されていない電子-放出されたエンベロープが膨張および冷却されると、電子はすべて原子に再び結合され、エネルギーを放出して過渡現象に電力を供給します。データで確認できるのは、この図と一致しています。」
当然のことながら、チームは可能な限りの可能性を検討して、星の突然の「消失」を説明しました。これには、星が非常に多くのほこりに包まれて、その光/ UV光が吸収されて再放出されている可能性が含まれていました。しかし、彼らが発見したように、これは彼らの観察と一致しませんでした。
「要点は、ほこりを使って星を隠すモデルが実際に機能しないことです。そのため、現在存在するものは、既存の星よりもはるかに光度が低くなければならないようです。」コチャネックは説明した。 「失敗した超新星モデルのコンテキスト内で、残留光は、新しく形成されたブラックホールに降り注ぐ物質からの放出の遅い時間の減衰と一致しています。」
当然、これが事実であったかどうかを知る前に、さらなる観察が必要になります。これには、スピッツァー宇宙望遠鏡やチャンドラX線天文台などのIRとX線のミッション、または今後数年間に配備される多くの次世代宇宙望遠鏡の1つが含まれます。
さらに、Kochanek氏と彼の同僚は、LBTを使用して、および約1年後にHSTでオブジェクトを再訪問することにより、可能なブラックホールを引き続き監視したいと考えています。 「それが本当なら、私たちはオブジェクトが時間とともに消えていくのを見続けるべきです」と彼は言った。
言うまでもなく、この発見は天文学の歴史において前例のない出来事となるでしょう。そしてニュースは確かに科学界からの興奮のシェアを獲得しました。ハーバード大学の天文学の教授であるAvi Loebがスペースマガジンにメールで表明したように：
「ブラックホールを作るために崩壊した星の潜在的な発見に関する発表は非常に興味深いものです。真の場合、それはブラックホールの配達室の最初の直接のビューになります。絵は（分娩室のように）やや乱雑で、出産された赤ちゃんの特性については不確かです。ブラックホールが発生したことを確認する方法は、X線を検出することです。
「私たちは星の質量のブラックホールが存在することを知っています。最近では、LIGOチームが合体して重力波を発見したおかげです。ほぼ80年前、ロバートオッペンハイマーと共同研究者たちは、巨大な星がブラックホールに崩壊する可能性があると予測していました。今、私たちは、プロセスが実際に自然の中で起こっているという最初の直接的な証拠を持っているかもしれません。
しかしもちろん、その距離を考えると、N6946-BH1で目撃できたことは2,000万年前に起こったことを思い出す必要があります。この潜在的なブラックホールの観点から、その形成は古いニュースです。しかし、私たちにとって、それは天文学の歴史の中で最も画期的な観測の1つである可能性があります。
空間と時間のように、重要性は観測者に関連しています。
