衝突は週1ペース?

今、ブラックホール界隈が熱くなっていますよね。すさまじい勢いでいろんなことが明らかになってきて、宇宙の謎がさらに解き明かされるのかとわくわくしますね。米Gizmodoのサイエンスライター、Ryan F. Mandelbaumによる、ブラックホールを追うコラムをお届けします。

重力波検出器による観測がはじまる

4月12日に観測されたブラックホールの衝突の予測場所。 Image: LIGO

アメリカの｢LIGO｣( Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory )と欧州の｢Virgo｣、いずれも数カ所にまたがる大規模な重力波検出器です。新たに機能をリフレッシュして稼働を開始したのですが、すでに2組のブラックホールが衝突している証拠をとらえているとか。

アインシュタインが相対性理論でその存在を主張して以来、今までは重力波を見つけることに重点が置かれてきましたが、もはや科学者は重力波を捉えることのみを目指すのでなく、すでにそれ以上のことが期待されています。2015年に最初の重力波を観測してから、重力波が生成された事象...すなわちブラックホールの衝突のデータを使って、宇宙の謎を解き明かそうとしているのですから、すごいもんです。

｢LIGO｣は2機の重力波検出器から成り、アメリカを拠点としています。｢Virgo｣はイタリアとフランスですね。この2つは2017年夏から感度を高めるために一時閉鎖されていました。機能改善された検出器はこの4月1日に再び起動され、第3回目の観測が始まったのです。

天体物理学の革命的進歩に

ブラックホールはこれまでにも衝突・結合しているといわれてきましたが、この2週間で実際にはこの結合が考えられていたよりも頻繁に起こっているということが実証された形となりました。最初の週はなにもなかったものの、観測の第2週めには重力波と思われる信号が二回も検出されたのです。

週に1回というペースで衝突が発生しているとしたら、｢今回の観測周期の終わりには天体物理学はひっくり返るような事態になるでしょう｣とノースウェスタン大学の天体物理学学際的研究・研究センターのディレクター、ビッキー・カロジェラさんは米Gizmodoの質問にメールで回答してくれました。

アメリカにある2台の検出器｢LIGO｣が初めて重力波を検出したのは2015年のこと。13億光年のかなたにある2つのブラックホールが衝突した形跡となる重力波でした。この検出以来、欧州の｢Virgo｣の実験も開始され、これまでに10のブラックホールとひと組の中性子星の衝突が観測されてきました。

もう衝突は驚くべきことではない

すでに科学者たちは他の観測所にも衝突の可能性について伝えています。他の観測所でもその衝突を光波として探知することができ、重力波検出器によって検出された信号と一致させることができるのです。同じくノースウェスタン大学のクリストファー・ベリー教授は米Gizmodoに語ってくれています。

どうもこの観測では念には念がはいっているよう。｢検出器の動作における初期チェックは済んでいます。これからさらに慎重に慎重を重ねたさらなる確認を経て、特性についての徹底した分析を行う予定です｣

ブラックホールの衝突についての情報がもう入ってきていることに驚いている人もいるのでは。過去の2回の観測は秘密裏に行なわれていましたから。ベリー教授は、はじめの観測についてはデータを精査し、一般に公開する前に、得られた結果のすべてが正しいことを裏付けることに余念がなかったとのこと。今となっては、よほど変わったことが起きなければ、ひとつのブラックホール同士が衝突したからといって、もう驚くべきことではなくなってきたのかも。

ダークマターの謎を解く鍵に

巨大エネルギーの発生については、いまだに科学者も首を傾げるようなさまざまな謎に包まれています。

銀河のどこでブラックホールの結合が起きているのか？ 結合した2代目のブラックホールがもう一度他のブラックホールと結合して複数のブラックホールの結合である3代目のブラックホールが生まれることはあるのか？ 統計データをさらに集めることで、神秘のベールに包まれたダークマターについて知る鍵が得られるかもしれないのです。

これからも、ブラックホールについての話題は熱く語られそうですね。