天文学者は、17世紀に初めて観測されて以来、球状星団に魅了されてきました。これらの星の球状のコレクションは、銀河がちょうど成長し進化し始めた初期の宇宙にさかのぼる、宇宙で最も古くから知られている恒星系の1つです。そのような星団はほとんどの銀河の中心を周回しており、150以上が銀河系だけに属していることが知られています。
これらのクラスターの1つはNGC 3201として知られています。これは、ベラの南側の星座にあり、約16,300光年離れたところにあります。チリのパラナル天文台にあるESOの超大型望遠鏡（VLT）を使用して、天文学者のチームが最近このクラスターを研究し、非常に興味深いことに気付きました。彼らが発表した調査によると、このクラスターにはブラックホールが埋め込まれているようです。
この研究は 王立天文学会の月次通知 「球状星団NGC 3201の分離した恒星質量ブラックホール候補」というタイトルで。この研究は、ゲッティンゲンのゲオルク・オーガスト大学のベンジャミン・ギーザース氏が主導し、リバプール・ジョン・ムーア大学、ロンドン・クイーン・メアリー大学、ライデン天文台、宇宙物理学研究所、ETHチューリッヒ、ライプニッツ研究所のメンバーを含みました天体物理学ポツダム（AIP）。
彼らの研究のために、チームはVLTのMulti Unit Spectroscopic Explorer（MUSE）装置を使用してNGC 3201を観察しました。この装置は、天文学者が遠く離れた数千の星の動きを同時に測定できるという点で独特です。観測の過程で、チームは星団の1つが時速数百キロの速度で167日の周期で飛んでいることを発見しました。
GiesersがESOプレスリリースで説明したように、
“それは完全に見えない何かを周回しており、太陽の4倍以上の質量がありました。これはブラックホールに過ぎない可能性があります。重力の引力を直接観察することにより球状星団で発見された最初のもの。”
この発見はかなり予想外であり、天文学者が球状星団の中心にある非アクティブなブラックホールを検出できたのは初めてです。つまり、現在は物質を降着させていない、またはガスの輝くディスクで囲まれていないということです。また、ブラックホールの周りの星の動きを測定し、その巨大な引力を推定することで、ブラックホールの質量を推定することもできました。
その観測された特性から、チームは、高速で移動する星が太陽の質量の約0.8倍であり、ブラックホールの対応する質量は太陽の質量の約4.36倍であると決定しました。これは「中性子星の最大質量許容値を超えるが、ほとんどの銀河の中心に存在する超大質量ブラックホール（SMBH）よりも小さい星」である「恒星質量ブラックホール」カテゴリに分類されます。
この発見は非常に重要であり、天文学者が球状星団で恒星質量のブラックホールを観測したのはこれが初めてだったからではありません。さらに、最近の電波とX線による球状星団の研究と重力波信号の検出のおかげで、科学者が数年間疑っていたものを確認できます。基本的に、それはブラックホールが以前考えられていたよりも球状星団でより一般的であることを示しています。
「最近まで、ほとんどすべてのブラックホールが短時間で球状星団から消えると予想され、このようなシステムは存在しないはずです！」ギーサーズは言った。 「しかし、明らかにこれは事実ではありません。私たちの発見は、球状星団における恒星質量ブラックホールの重力効果の最初の直接検出です。この発見は、球状星団の形成とブラックホールとバイナリシステムの進化を理解するのに役立ちます。重力波の発生源を理解する上で不可欠です。」
この発見はまた、ブラックホールと球状星団の関係が謎のままであるが、非常に重要なものであることを考えると、重要でした。天体は質量が大きく、体積が小さく、時代が長いため、星団は宇宙の歴史の過程で多数の恒星質量のブラックホールを生み出してきたと信じています。したがって、この発見は、球状星団、ブラックホールの形成、重力波イベントの起源について多くを知ることができます。
そして、最近の発見を説明するこのESOポッドキャストをお楽しみください。
