これまで発見された中で地球から最も近距離に存在する恒星質量ブラックホールを発見したとする研究が発表されました。そのブラックホール「ガイアBH1」は太陽の10倍の質量をもち、へびつかい座の方向、1600光年の距離にあります。これまで最も近くで見つかっていた、いっかくじゅう座X-1よりも3分の1ほど近いところで発見されました。
ブラックホールが連星をなしていると、伴星のガスがブラックホールへ落ち込む際に降着円盤と呼ばれるガス円盤が形成され、高速回転して高温になったその円盤からX線が放射されます。これまで恒星質量ブラックホールの多くは、そのX線などを検出することで発見されてきました。
ただ今回発見されたブラックホールは、そのような活動のない、いわば「休眠中」のブラックホールです。このブラックホールは、周囲をまわる太陽程度の質量の星の運動を精密に観測することによって発見されました。その星とブラックホールとの距離は、太陽〜地球間とほぼ同じ距離とのことです。
「太陽系の太陽の位置にブラックホールを置き、地球の位置に太陽を置くとこのような星系になります」と、論文の主著者であるハーバード・スミソニアン天体物理学センター（CfA）およびマックスプランク天文学研究所のKareem El-Badry氏は語っています。「このような星系は、これまでにも発見が数多く報告されてきましたが、そのほとんどが後に反論されてきました。今回、天の川銀河において恒星質量ブラックホールのまわりをまわる太陽のような星をはじめて明確に検出したのです」
（参考記事：「地球に最も近いブラックホール」は存在しなかった！）
研究チームはもともと、ESA（ヨーロッパ宇宙機関）のガイア衛星のデータから、この星系にブラックホールが存在する可能性のあることを見出しました。その後、ジェミニ北望遠鏡に搭載された分光計を使ってブラックホールのまわりをまわる伴星の速度と公転周期を正確に測定しました。「少なくとも1つのブラックホールを含まずに、この星系の軌道を説明できる妥当性の高い天体物理学的なシナリオは見つかりません」とEl-Badry氏は言います。
発見された星系の成因は不明
ブラックホールになった元の恒星は、少なくとも太陽の20倍の質量を持っており数百万年しか生きられなかった星だと見られています。もし両方の星が同時に形成されたとしたら大質量星はすぐに巨星となって、太陽のような星が核融合を始めるより前に飲み込んでしまったはずです。
今回発見されたガイアBH1が、どのようにして形成されたのかは全く分かっていません。これは連星系でブラックホールがどのように形成され進化するのかについて、私たちの理解に重要なギャップがあることを示している可能性があります。また連星系においてまだ発見されていない休眠中のブラックホールが存在することを示唆しているとのことです。
Image Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani
（参照）NOIRLab
