地球から約16, 000光年は、宇宙の初期に遡る数百万個の星の球状の球体です。 47トゥカネと呼ばれるこの密集したクラスターは、半径が約200光年で、夜空で最も明るいクラスターの1つです。 47トゥカナエの内側では、強い重力が時間とともに星を分類し、密度の低い星を外側に押し出し、外側の精査に抵抗する非常に密度の高い内部コアを作成します。
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「球状星団の研究は悪名高い挑戦です」とハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天体物理学者であるビュレント・キジルタンは言います。 彼は、非常に多くの星が互いに隣り合って詰まっている、と彼は言います。 科学者は長い間、47のトゥカナエがその中心にブラックホールを含んでいるのではないかと疑っていましたが、他の多くの球状星団が現れるように、彼らはそれを証明することができませんでした。
昨日、 Nature誌で発表された研究で、キジルタンと彼の同僚は47のトゥカナエの中心を覗き込んで、新しいクラスの中型ブラックホールの最初のものを見つけました。
その名前にもかかわらず、ブラックホールは実際にはそれほど黒ではありません、とキジルタンは言います。 星が引き裂かれて運ばれるほど不運な星を引き裂くと、彼は、彼らは彼らの周りに降着円盤として知られる明るい、熱いガスの円盤を形成すると言います。 ブラックホールは可視光を逃がしませんが、通常、これらのガスを消費するとX線を放出します。 しかし、47ツカナは密度が非常に高いため、ブラックホールが消費するガスが中央に残っていません。
キジルタンは、他の風変わりなタイプの宇宙オブジェクトであるパルサーの専門知識を活用して、これらのとらえどころのない種類のブラックホールを検出する新しい方法を試みました。
パルサーは「環境の非常に小さな変化を研究するために使用できるプラットフォームを提供してくれます」とキジルタンは言います。 非常に規則的な間隔で放射線の「パルス」を放出するこれらの星は、球状星団を含む宇宙の形成をマップするための基準点として使用できます。 キジルタンはそれらを「宇宙原子時計」に例えています。
47個のツカネの端にあるダースのパルサーをガイドとして使用して、キジルタンと彼のチームは、球状星団が時間とともにどのように進化したか、特に高密度の星と低密度の星が現在の位置に自分自身を分類した方法のシミュレーションを構築できました。
これらのシミュレーションは大規模な取り組みであり、非常に強力なコンピューター上でも完了するのに約6〜9か月を要するとKiziltan氏は言います。 ネイチャーのレビュアーがさらなるシミュレーションを求めたとき、彼は興奮しなかった理由だと彼は言います。
しかし、その努力はそれだけの価値があった、とキジルタンは言う。それは前例のない何かをもたらした：球状星団内のブラックホールの最初の発見。 彼は、何百ものシミュレーションを実行した後、今日の47のトゥカナエの開発につながる唯一の可能なシナリオは、グローバルクラスターの高密度でガスのないセンターにブラックホールがあることを特徴としています。 ブラックホールのこれまで考えられていなかった環境は、それらを探す新しい場所を開くとキジルタンは言います。
「他のグローバルクラスターの中心に何が潜んでいるのか想像することしかできません」とキジルタンは言います。
また、エキサイティングなことは、彼のシミュレーションが予測したブラックホールのサイズです。 これまでのところ、科学者は主に小さなブラックホール（それらを形成するために崩壊した星のサイズとほぼ同じ）と超巨大ブラックホール（私たちの太陽よりも数千倍大きい）を発見しました。 中規模のブラックホールは主に科学者を避けてきましたが、試行の不足はありません。
47トゥカナエの中心で予測されたブラックホールは、この珍しい中間地にあるとキジルタンは言います。 この潜在的なブラックホールのさらなる研究は、これらのほとんど未知のタイプのブラックホールがどのように、そしてなぜ形成されるかについての新しい洞察を提供することができます。
おそらく、発見そのものよりもさらに重要なのは、キジルタンと彼のチームがどのようにそれらに到達したかです。 キジルタンと彼の共同研究者は、1950年代にアメリカの2人の暗号作成者によって開発された数学理論に基づいて、47のトゥカナエにおける星の推定分布を図式化した。 「彼らはこの数学的な手法を開発して、不完全な情報をつなぎ合わせて全体像を把握しました」とキジルタンは言います。
キジルタンは新しいアプローチを改良し、この新しい方法を使用して、これまで見えなかったブラックホールの星の他の集団を調べています。 彼は、今後数年間でオンラインになる強力な新しい科学コンピューターやその他の機器がこの探求に役立つだろうと言っています。
「この作業で初めて多くのことをやった」とキジルタンは言う。 同時に、「やらなければならないことがまだたくさんあります。」
