【宇宙】ブラックホールの周りに広がる新たな「惑星」の世界[11/25]

2019年11月25日
https://www.nao.ac.jp/news/science/2019/20191125-cfca.html
https://www.nao.ac.jp/contents/news/science/2019/20191125-cfca-fig.jpg

惑星が太陽のような恒星の周りを回る天体であることは、広く知られています。恒星が誕生する時は、その周りにガスと塵（ちり）から成る原始惑星系円盤が形成され、この円盤の物質が材料となって惑星が誕生すると考えられています。太陽系や他の恒星の周りを回る惑星（太陽系外惑星）もこのようにして誕生し、その後もずっとその星の周りを回っているのです。

しかし、この常識を覆す理論を、ブラックホールと惑星形成を専門とする3人の天文学者が提案しました。鹿児島大学の和田桂一教授と塚本裕介助教、国立天文台の小久保英一郎教授から成る研究チームは、まったく新しい「惑星」の種族が銀河中心の巨大ブラックホールの周りに形成される可能性を、世界で初めて理論的に示したのです。

ブラックホールは、光ですら脱出ができないほど大きな重力を持った天体です。天の川銀河を始めとする多くの銀河の中心には、太陽の100万倍から10億倍もの質量を持つ巨大ブラックホールが存在していると考えられています。こういったブラックホールの一部には、大量のガスと塵から成る円盤を持つものが存在しています。研究チームはこのような円盤に、惑星の元となる塵が太陽の10万個分と膨大に含まれていることに着目しました。「我々は、巨大ブラックホールの周りの円盤にある塵の量で、惑星形成の条件が満たされるだろうか、という大胆な発想の転換をしました」と和田教授は語ります。

現在の惑星形成理論においては、原始惑星系円盤の低温部分ではマイクロメートルサイズの岩石の塵が氷をまとった状態で存在し、そのような塵が互いに付着しながら成長していくと考えられています。この過程で塵の塊はふわふわとした状態になり、メートルサイズまで成長します。この塊が互いに衝突したり自身の重力で収縮したりすることで密度を増しながら、やがてキロメートルサイズの微惑星へと成長します。研究チームは、このような塵の成長が巨大ブラックホール周辺の円盤でも起こっていると考えたのです。

巨大ブラックホールのごく近傍は高温のため非常に明るく光ります。しかし、その外側に位置するガスと塵から成る円盤内部は温度が低く、岩石の塵は氷をまとっていると考えられます。その場合、原始惑星系円盤と同様に、塵はふわふわとした塊に成長し、その後衝突や収縮を経て密度の大きな天体となります。さらにその後は、重力によって一気に周りの物質を集めて大きくなり、氷と岩石を主成分とする地球の10倍程度の質量を持った「惑星」へと成長することが、計算によって導かれました。「塵の成長が始まってから数億年程度で、このような『惑星』が約1万個もブラックホールの周囲に形成されることが分かったのです」と小久保教授は述べます。

こういったブラックホールの周りの「惑星」を検出する有効な観測手段は、現在は残念ながらありません。しかし今回、新しい種類の「惑星」の存在の可能性を見いだしたことで、これまでに考えられていなかったまったく新しい研究分野が開け、「惑星」の検出に向けた観測研究が進むことが期待されます。

この研究成果は、米国の天体物理学専門誌『』に11月26日に掲載されます。

マン毛じゃね？

鹿児島大学のプレスリリースはこちら
https://www.kagoshima-u.ac.jp/topics/2019/11/post-1639.html

Q&Aもあったりする
https://www.kagoshima-u.ac.jp/topics/20191125QandA.pdf

この記事だと分かりにくいんだけど、惑星が形成されるのでは
SMBHの降着円盤じゃなくて、その外側にあるトーラスでの事

日本語だと分子雲って言われ方をされてる事が多いかな

図解だとこんな感じ
http://www.kusastro.kyoto-u.ac.jp/~iwamuro/LECTURE/AGN/agn_up_model.gif

降着円盤を包みこんでる、ドーナツ状のオレンジ色の部分がそう

Q9: この「惑星」で⽣命は誕⽣するのですか？
A9: ブラックホールの周りの降着円盤（⾼温のガス円盤）からは強い
電磁波（可視光、電波や X 線）が出ていますが、太陽とはスペクトルが違いま
す。もっと強いエネルギーの電磁波が届いているはずです。そのため、この「惑
星」にもし⽣命があったとしても、地球型惑星のそれとはまったく異なる進化を
しているかもしれません。

電磁波をエネルギー源とする生物圏ってSFの世界だな。

ブラックホール周辺では集められた物質同士で摩擦熱が発生し
明るく輝くらしい。コズミックフロントで言ってた。

太陽のような熱源になり得るのなら、
ブラックホールを中心とした星系があって、
生命も存在しているのかもしれない。

インターステラーで見た

それ惑星の定義に合ってないだろ、という突っ込みには
Q&Aの方で答えているので、そちらをどうぞ

物質量からすれば惑星というか「恒星」が出来るな
巨大ブラックホールを周回する恒星系

SMBHを恒星、トーラスを原始惑星系円盤に見立てて
惑星形勢理論を当てはめてみたって研究だけど
残念ながら確認する術はない

でもSMBH惑星群の存在可能性が示されただけでも、SFの
なかなかいいアイデアになる気がする

インターステラーのあの海だらけの星。時間も狂ってたね。

インターステラーのアレは明らかに降着円盤よりも内側、事象の地平面
近くまでいってるけどね
でないとあんな時間遅延は起こらない

軌道半径が10光年だぞ
計算したら一周５万年くらいだ

この話で自分が連想したのはJ9シリーズだったりするな

恒星系の同一軌道上に複数の惑星を配するのは重力的に不安定で
長くは持たないが、SMBHを巡るのであればなんとかなりそうな

もともと、トーラムは活動銀河核の2種類のスペクトラムを
説明するために考え出されたもの

なので、この研究も活動銀河核が対象になってる
ただし現在は低光度になっているという前提
放射が強いままだと、トーラス全体が暖まってスノーラインが存在
しなくなってしまう

ブラックホール周辺は都会で、太陽系はど田舎だったってことか

「太陽系？あ、恒星のエネルギーで生命活動してたんだ大変だったね(笑)」

ブラックホールの中は別世界に繋がってるんでしょ？
絵から想像すると全くそんな気がしないね

太陽だって銀河系の中心にあり超巨大ブラックホールの惑星みたいなもんだろ

下手な恒星よりもずっと安定した静かな環境になりそうな気もするな

時間の遅延で
相対的に生命の進化もゆっくりかもね

これを考えていると……
無性に里芋の甘辛煮っころがしで、
冷たい発泡酒が飲みたくなるな！

>>20
だよなｗ

>>21
逆だろ
ブラックホールに引かれて隕石が飛んでくるが木星のように盾になってくれる兄弟星はない
というか木星なみの質量で隕石を引き寄せるw

>>25
理論的には惑星は約1万個あるそうだから、外側の軌道の惑星群が木星の役割を果たせば
内側の惑星は大丈夫かもしれんのでは?

>>1
ブラックホール周りに岩石惑星の可能性
「ん？できるの？」
ブラックホールから１０光年離れた位置にできる事が・・・
「あー、それぐらい離れないと無理だよなー」

>>22
ただ、もし生命体があるのなら、時間の遅延で
進化も普通に発生し、やがて知的生命体になり
ブラックホールに飲み込まれるのは１００億年後と換算したり
逆にブラックホールから逃げ出すまで文明を発達させるかもしれん

ナチュラルボーンなリングワールド希望

ホワイトホールって実在するの？
あくまで仮定の話なの？

そもそもブラックホールって何なの？星？天体？
星だとしたら人工的なブラックホールは人工的な星を作ってるって事？

Black holes are where God divided by 0
ゼロ除算（division by zero）1/0=0/0=z/0=\tan(\pi/2)=0、log0=0

【量子力学】Google、ついに世界初の「量子超越性」実証か 約1万年かかる計算を、
3分20秒で終える[9/22]
http://itest.5ch.net/.../read.../scienceplus/1571396462/-100 …
「ゼロ除算が割り切れる時代が来たか」 「え?」
https://twitter.com/.../status/1185245335532134400/photo/1
GOOGLEはまだゼロ除算ができないようです。
再生核研究所はできました。
イギリスとドイツはある計算機はその結果を実証しました。
再生核研究所声明 477(2019.2.2３)
ケンブリッジ大学とミュンヘン工科大学のIsabelle 計算機システムはゼロ除算ｘ/0=0
を導いた
再生核研究所声明 479(2019.3.12) 遅れをとったゼロ除算
− 活かされない敗戦経験とイギリスの畏れるべき戦略

The Institute of Reproducing Kernels is dealing with the theory of
division by zero calculus and declares that the division by zero
was discovered as 0/0=1/0=z/0=0 in a natural sense on 2014.2.2.
The result shows a new basic idea on the universe and space since
Aristotelēs (BC384 - BC322) and Euclid (BC 3 Century - ), and
the division by zero is since Brahmagupta (598 - 668 ?).

Black holes are where God divided by 0
ゼロ除算（division by zero）1/0=0/0=z/0=\tan(\pi/2)=0、log0=0
#2014年2月2日ゼロ除算の発見
#ブラックホールは神が0で割ったところにある
#0除算
#再生核研究所ゼロ除算の発見
#再生核研究所2014年2月2日ゼロ除算の発見と重要性を指摘した
#2000年来の発見再生核研究所ゼロ除算
#令和革新ゼロ除算
#新世界ゼロ除算
#ゼロ除算算法
#2014年3月8日ゼロ除算算法 発見
#更新#2019年#再生核研究所ゼロ除算の発見#628年インドゼロ発見
#2014年2月2日ゼロ除算の発見#2014年3月8日ゼロ除算算法の発見#ゼロ除算
#令和革新ゼロ除算#2000年来の発見ゼロ除算再生核研究所ゼロ除算#新世界ゼロ除算

>>6
＞電磁波をエネルギー源とする生物圏ってSFの世界だな。
太陽は電磁波が主な出力だが

>>26
エウロパ

>>30
おとぎ話

惑星というよりエッジワースカイパーベルト天体じゃね

そんな惑星に住みたくないな。
というか生命の存在そのものが無理だ。

恒星のような光る星が惑星になるかもしれない。
そしてその衛星が地球のような星になる。

もしかしたら太陽系が未発見のブラックホールを回る惑星の可能性も？

>>35
木星が隕石を引きつけるからエウロパも巻き添いをくらってるのではと思っていたけど

>>35
近づいてはいけない

とりあえず惑星と恒星の定義を調べてこい

>>26
円周31.4光年の間に一万個程度では大した密度ではない

>>30
そもそもブラックホールってネーミングが
正しい訳じゃない、
ホールって名前を付けたから、だったらホワイトホールも
あるんじゃねえか？って勝手に素人が考えている

>>38
それについてはわからん
龍の卵とか三体とかトンデモナイ状況で生きてる生命体を想定した小説はある

そういった連中からこっちを見れば地球なんか知性体が住める星じゃないと思われてるかもしれん

水分を伴った凍った岩石が惑星に成長すれば海ができる
BH周辺は軽重入り雑じった元素も豊富に存在する
宇宙線を遮蔽できている環境なら生命も生まれているかもな

リカチョン

アワビホールが乾燥縮小

この研究では生存可能性までは踏み込んでないけど、まあ
ちょっと難しいかな

スノーラインの外側という事は水が凍る温度なわけだから
いわば太陽系における小惑星地帯くらいの位置にある

ただ十分な大気を確保してあれば、その圧力と温室効果で
液体の水が存在しうる地表温度というのはありうるかも

>>42
とりあえずQ&Aを読んでこい、ってね

ホ−ルは、吸い込んで生み出す。

形成される惑星の数は、SMBHの質量や降着円盤の輝度などの
前提条件次第なので、特に固定されたものじゃないんだけどね

論文の試算では、SMBHから15.3光年にスノーラインがあり、その外側
22.8光年までに約8万5000個の惑星が形成される、という結果になってた

あと円周は62.8光年だと思う（半径10光年の場合）

ブラックホールのなかで生活しているブラックホール星人はいる
地球が猛スピードで自転公転してるのに人が住めるように、
ブラックホールの中でもふつーの暮らせるはず

AGNのトーラスは降着円盤からの放射を遮る遮蔽幕として働く
と同時に、降着円盤に物質を補充する源でもある

イメージとしてはこんな感じ（別の論文のものだけど）
https://scitechdaily.com/images/VLA-Makes-First-Direct-Image-of-Key-Feature-of-Powerful-Radio-Galaxies.jpg

この天の川銀河も、降着円盤の周囲には同様な構造が
あるんだけど、ずっと薄いガスから出来てて分子雲と
呼ばれる事が多い

なので現在はこうした惑星が出来る環境にはないが、
過去に核が活動期にあった頃には形成されてたかも
しれない

>>30
吸い込まれたなら出口があると安直に考えた馬鹿の発想やｗ

ホワイトホールの概念はアインシュタインの重力方程式に
元々含まれてるものだけどね

知らないんだろうけど

AGNにおけるトーラスの実在は確認されてるものの、その構造は
実はまだよく分かってない

ちなみにM77でトーラスの構造を初めて観測したのが今回と同じ
国立天文台と鹿児島大学だったりする
つまりこれは彼らのオハコの分野という事になる

>>56
解の一つにすぎないんだけど？
あっても良いかな〜！程度なんだけどｗ

太陽系も銀河中心ブラックホールの周り回ってるしな

厳密に言うと、それは違うんだけどね
太陽はいて座A*の重力圏のずっと外にあるから

SMBHは銀河系の恒星集団の中心あたりにいるというだけで
大部分の恒星の動きは初期速度と恒星相互の重力的影響から
成り立ってる

SMBHは銀河系最大の天体ではあるけれど、全ての恒星を
振り回せるわけではなかったりする

>>60
コイツ極上の馬鹿だなｗ

いやいや、君ほどじゃないさｗ

俺さ、数字の原理の新しい概念に気付いちゃったかもしれない。
それは宇宙の仕組みに通じるような数字の概念
プラスとマイナスってあるじゃん？
マイナスって実はプラスエネルギーの反動であって、マイナスも実は減ると言うよりその反動って意味合いが強いと思うんだよ
だからマイナスにもエネルギーがある
ゴム手袋を着用した時がプラスなら、外して裏返ってる状態がマイナス
マイナスになったら消滅するんじゃなくて裏返ったエネルギーになってるんだ。。
何を言ってるか分からんだろうけど頭の中で整理できない

>>63
特に珍しい発想でもないぞ
ttps://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B2%A0%E3%81%AE%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC

>>1
インターステラーみたいな
とんでもない惑星だろうな

後さ、宇宙望遠鏡から見る銀河の構造って渦巻いてるけど実際はなにもない普通の太陽系のような恒星が回ってるだけなんじゃないの
昔の写真機みたいな感じで光が地球に到達するまでにゆっくり銀河の形のような映像になってるんじゃないの
公転によって光がネジのような螺旋になって地球まで到達した映像って感じね

ブラックホールを回ってるほしに生命が
誕生して空を見たらどんな感じになるん
だろう

ブラックホールの周辺は摩擦で明るい
らしいけど、そうなると我々が太陽を
見るのと同じになるんだろうか？

地球は太陽活動の低迷で何度も氷河期が訪れたがBH近傍は逆に安定してるかもね
その場合、困難を経ていないから地球より生命の多様性が薄いであろう

この場合は、トーラスのダストによって降着円盤からの輻射が遮られる
事が前提だから、輝きを直接見る事はないだろうね

加熱されたトーラスから赤外線が出てる事はありそうだが…

>>60
いて座A*が太陽を引っ張る力は地球のそれよりずっと弱いくらいだからなあ。

昨日書き込んだマイナスエネルギーって重力のことだと思うんだ
ゴムの膜を押した時、押された裏側の手の部分がマイナスエネルギー
事象は起こるべくして起こっている状態
もしかしたら押そうと思考した段階でマイナスエネルギーが発生したのかもしれない

>>20
太陽は太陽系の中心だけど、銀河系では田舎じゃなかったっけ？

潮汐力でバラバラになったりしないもんなんかな
ブラックホールから十分離れれば惑星として形保てるんだろうか

わきくせえ

Q&Aにもあるように、数光年以上離れているので、潮汐力は十分に弱く
時間の遅れのような相対論的影響もなかったりする
つまんないかもしれないけどね

ただトーラスの物質はいずれ降着円盤へ落ちていく運命だから、そうなれば
もう…

でも何十億年くらいは平気だろ

どうだろうね
低光度AGNという前提だから、トーラスから降着円盤への物質供給は
弱い筈ではあるけれど

ただダスト流の中にある惑星は比較的軌道が変わりやすくはあると思うよ
質量分離も働きそうだし

再生核研究所声明517 (2019.11.28): 　おかしな関数のグラフ、不思議な関数のグラフ　
−　現れた完全な世界
https://ameblo.jp/syoshinoris/entry-12549641128.html

トーラスを原始惑星円盤に見立てた発想は面白いんだけど、
「恒星」たるSMBH（と降着円盤）が安定的かどうかは怪しいところ

この天の川銀河でも、いて座A*から2光年ほどのところに超新星残骸が
あるし、降着円盤の領域には数万に及ぶ孤立BHの集団があると
考えられてる

LIGOで合体が観測されたBHは恒星BHとしては質量が大きすぎるので
こうした銀河中心部にあったものという説もある
という感じに、銀河中心はかなり激動な世界っぽかったりする

そんな惑星に降り立ったら、どんな光景が眼前に展開しているのだろうな
2019年現在の時点における地球人の身体をもってしては、それを体験することはできないけど、
知的訓練を積んだ天文学者や物理学者、SF作家の脳裏にはそれが描かれるのだろうと思うと、
彼らがとても羨ましい

羨ましがってないで、想像してみればいいんじゃね？

トーラスの中で生まれる惑星なんだから、銀河中心方向は一面
ダストに遮られて星の光も見えない
一方で反対方向はダストの密度も下がり、その銀河の恒星が
広がっている
もしかすると、そうした星明りのある側が惑星の「昼」になるかもしれない

トーラスの中では惑星形勢が続いていくワケだから、目視できるほどの距離に
いくつも惑星が浮かんでいるような状態だってあり得なくはない

>>30
ホワイトホールの存在は確認されてない
そもそもブラックホールの数学的解の１つとしてこういう事もあるんじゃね？的な予想だった
だからどうやって形成されるかとか最終的にどうなるかは考証されてない
仮にあったとした場合
ホワイトホールとはいえマイナスの質量があるはずもなく普通に質量を持っているので重力がある
と、いう事は無限に吐き出される物質はホワイトホール自身の重力で自分自身に降り積もる
結果ホワイトホールの表面に事象の地平面を形成してしまい
見た目的にブラックホールと変わりなくなってしまうのではないかと予想されてる

一方で熱放射という点では、おそらく銀河中心側が優っている
つまり、トーラス内部からの赤外線を受けられる「夜側」の方が
暖かいかもしれない

十分な大気循環があれば、惑星全体で一様な温度を保つ事も
可能だろうね

なるほど、明るい夜空だが寒い時間と
星も無い暗闇だが暖かい時間を繰り
返すのか

そこで生命が生まれても目は無くて
白っぽい色の無い皮膚になるのかな

そりゃそうでしょ

なんで惑星止まりだと思う？
惑星出来るなら恒星も出来るだろ

そりゃそうでしょ

Q&Aに書いてあるが、ガス密度が薄いので木星のような
ガス惑星は難しいだろうとの事
恒星の形成はもっと可能性がないだろうね

そりゃ当たり前だわ

>>88
＞惑星の材料の固体微粒子（塵＝ダスト）が大量にあるからです

ダストは大量、ガスは少量　※摩訶不思議な空間
そもそもダストの起源は何かな？

しかも、太陽質量100倍のダスト集まればBHになりそう

トーラスがどうやって形成されるかは今後の研究を待つしかないね
AGNの輻射を遮るほどの密度があるのは確かだが

ちなみにこの研究では、形成される惑星は10地球質量が上限と
なってる
これはダストの不安定性に由来するものだが、岩石惑星の理論的
上限とも一致している

＞大量のガスと塵から成る円盤を持つものが存在しています。
研究チームはこのような円盤に、惑星の元となる塵が太陽の10万個分と膨大に含まれていることに着目しました

惑星云々以前に、恒星やBHが形成される事を論じるべき案件

あり得ない。そんなの子供でも考えたら分かるだろ。
それをいっぱしの学者がどや顔で論文書いてんのかｗｗｗｗｗ

むしろ素人がドヤ顔で書いてる方がおかしいがな
子供レベルの知能しかないんじゃしょうがないが

>>86
なんで？
例えば重元素が大量にあったら、核融合の邪魔だと思うが

>>95
核融合しなくてもBHにはなるんじゃねえ？

>>96
地球の10倍程度の質量ではブラックホールになれない
シミュレーションでそのくらいしか集まれないってわかったんだろ

>>6
地球には電磁波をエネルギー源にする生物めっちゃおるで

>>97
その地球10倍程度と言うのには無理がある
太陽質量10万個分のダスト内という設定なのに

>>99
それが円周の何十光年に分布してる
全部一ヶ所に集めるエネルギーがないよ

惑星はダスト流の不安定性から形成されてるんだけど
その効果の上限として10地球質量という値が導かれてる

これは通常の恒星における惑星形成理論とも共通のものだよ