天体物理学者が初めてブラックホールと中性子星の合体を発見。

米国のNSF(National Science Foundation/全米科学財団/国立科学財団)は2021年07月12日に、中性子星(neutron star)とブラックホール(black hole)の合体は、コンパクトな天体の合体の中でも特に目立たない存在であることがわかったと報告した。

遠い昔、約9億光年離れた2つの銀河で、2つのブラックホールがそれぞれ相手の中性子星を飲み込み、重力波が発生し、2020年01月についに地球を直撃した。

https://time-az.com/main/detail/74820

ノースウェスタン大学(Northwestern University)の研究者を含む国際的な天体物理学者のチームによって発見されたこの2つの現象は、わずか10日後に検出されたもので、ブラックホールが中性子星と合体する現象を世界で初めて発見したことになる。今回の発見により、このような稀な連星系の起源や、どのくらいの頻度で合体するのかについて、初めて結論を出すことができる。

「重力波によって、ブラックホールと中性子星のペアの衝突を検出することができましたが、ブラックホールと中性子星の混合衝突は、コンパクトな天体の合体の家族写真の中で、とらえどころのない欠落した部分でした。」「今回の検出により、コンパクトな連星合体の3つのカテゴリーすべての合体率をようやく測定することができましたと、本研究の共著者であるチェイス・キンブル(Chase Kimball)は述べている。

NSFが資金提供したこの研究は、Astrophysical Journal Lettersに掲載された。

研究チームには、LSC(LIGO Scientific Collaboration/LIGO科学コラボレーション)、Virgoコラボレーション(Virgo Collaboration)、神岡重力波検出器プロジェクト(Kamioka Gravitational Wave Detector project)の研究者が参加している。LSCのメンバーであるチェイス・キンブルは、合併率の推定値を計算し、それが中性子星やブラックホールのさまざまな形成経路から得られる予測値とどのように適合するかを導いた。

この2つの事象は、ブラックホールが中性子星と合体する際に発生する重力波を初めて確実に観測したものであるため、このような事象が宇宙でどのくらいの頻度で発生しているのかを推定することができる。すべての事象が検出されるわけではないが、10億光年の距離では、月に1回程度、このような合体が起きていると予想される。

連星系がどこで形成されるのかは明らかになっていないが、天文学者たちは、恒星の連星系、若い星団を含む星の密集した環境、そして銀河の中心部という3つの宇宙的な起源が考えられるという。

研究チームは現在、2022年夏に開始される次の観測の準備を進めている。

月に1回程度起こるというのであれば、今後さらに詳しいことが明らかになる。

これほど頻繁に起こっていたことが、これまでわかっていなかったというのは、まさに宇宙の不可思議かもしれない。