天文学者は地球から私たちの宇宙を地図に描いて理解しようとしています。私たちは星座を再構築し、それらの距離を定義しようとします。これらの測定には、独自の明るさを持つオブジェクトが使用されます。このようにして、さまざまな明るさを測定し、距離を光年で計算できます。ブラックホールは宇宙の地図を作るのにも役立つ可能性があるようです。
宇宙を理解する: ブラックホールが役立つと考えられている
脈動星と超新星は、距離を決定するのに役立つ宇宙の出来事です。ただし、本来の明るさは変化します。そこで天文学者たちは、私たちの宇宙を記述する新しい方法、つまり超大質量ブラックホールからのエコーを発見しました。宇宙の距離を測定することは天文学者にとっての課題です。しかし、新しい方法を使えば、もう少し簡単になるかもしれません。
ブラックホールは実際には決して明るくなく、多かれ少なかれ目に見えないため、ブラックホールに依存するのは少し奇妙に思えます。天の川銀河だけでも 10 億個のブラックホールがあると考えられていますが、それ以来確認されているのはほんの少数です。ただし、超大質量ブラックホールは口径が異なります。彼らは銀河の中心にいます。
ブラックホールを構築することは利点です
しかし、私たちはまだ彼らを見ることができません。しかし、これらのブラックホールが活動すると、その周りの物質が光ります。これらのオブジェクトのすぐ周囲では、光は異なる動作をします。この固有の明るさを決定できます。活動中の超大質量ブラックホールは、周囲の物質を食べます。その大きさは太陽質量100万から100億倍にもなる可能性があります。
その周りには物質の円盤があり、重力によってブラックホールの中に浸透しています。これはいわゆる降着円盤のことを指します。重力と摩擦力により材料が加熱され、輝きます。しかし、それは天文学者が測定するポイントではありません。これはこの円盤の外側にあり、より大きな雲、いわゆるトーラスであり、研究者は現在それを利用しています。エコー マッピングは、残響を使用して宇宙をマッピングする手法の名前です。
エコーは計算に役立ちます
降着円盤の領域は、光学的および紫外線の波長で光ることがあります。これはトーラスまで響き渡ります。雲はこれらを吸収し、赤外線として放出します。ただし、ブラック ホールの降着円盤は非常に大きくなる可能性があります。したがって、光がトーラスに到達して放射されるまでには何年もかかることがあります。しかし、天文学者は光の速度を使用してフレアとエコーの間の時間を計算し、円盤とトーラスの間の距離を計算することができます。
降着円盤の内縁は非常に高温です。塵雲は摂氏 1,200 度の温度でのみ形成されます。これは、エコーとディスクの内縁との間の距離が比例することを意味します。研究者が距離を知ると、温度も分かります。その後、この時点でどれだけの光が漏れるかを決定することができます。これは、ブラック ホールの固有の明るさも既知であることを意味します。この関係は、半径と光度の関係と呼ばれます。
研究者たちは基礎を築いた
これは理論的には論理的で単純に聞こえますが、実際には、宇宙のブラックホールを長期間にわたって観察する必要があります。イリノイ大学の研究チームは、光学雷の証拠を明らかにするために、約20年分のデータを調べました。これらには、2010 年から 2019 年の間に収集された NASA の近地球物体広視野赤外線探査探査機からのデータも含まれていました。彼らは、光フラッシュを発し、赤外線でエコーする587個の超大質量ブラックホールを特定することに成功した。
これはこの分野で最大規模の研究の 1 つですが、宇宙を正確に描写するにはまだ完全には程遠いです。今後は、測定を改良する作業を継続する必要があります。研究チームはモデルの改良も目指している。超大質量ブラックホールは単純に消滅するわけではないため、これは研究者にとって利点となります。
ブラックホールは次元間の架け橋としても機能する可能性があります。 巨大なブラックホールが私たちの宇宙に隠れている可能性もあります。