アインシュタインの理論の結果
1916年、カール・シュワルツシルトはブラックホールを理論的に予測した。
ガンマ線バースト
1930年代、インドの天体物理学者SubramanianChandrasekharは、燃料がなくなったときに星がどうなるかを研究しました。彼は、最終結果が星の質量に依存することを発見しました。この星が本当に大きく、たとえば質量が20太陽である場合、その高密度のコアは崩壊してブラックホールになります。
地上装置によって検出されたガンマ線バースト。 （画像クレジット：NASA / Swift / Cruz deWilde）
これらすべてが信じられないほど早く起こります。数秒以内に、ガンマ線バーストの形で膨大な量のエネルギーが放出されます。このフレアは、通常の星が生涯にわたって放出するのと同じ量のエネルギーを宇宙に放出することができます。そして、地球上の望遠鏡は、数十億光年の距離にもかかわらず、ブラック ホールの誕生時にそのような現象をいくつか検出しています。
重力波
ブラックホールは常に単独で存在するわけではありません -時々それらはペアで現れ、互いに周回します。これを行うと、それらの間の重力相互作用によって時空に波紋が生じ、それが重力波として広がります。ちなみに、これもアインシュタインの相対性理論の予言です。
重力波に対するアーティストの印象。互いに周回するブラックホールは時空に波紋を作り、重力波の形で外側に移動します（画像提供：R。Hurt/ Caltech-JPL）
LIGOやおとめ座などの天文台は科学者に提供しますこれらの波を検出する機能。物理学者は、2016年に2つのブラックホールの合併に関連した最初の発見を発表しました。検出器の感度が上がるにつれて、科学者は重力波を引き起こした他のイベントを検出しています。たとえば、ブラックホールと中性子星の衝突は、天の川をはるかに超えて、地球から6億5000万から15億光年の距離で発生しました。
見えない衛星
ブラックホールの存在を証明するもう一つの証拠— 他の星に対する重力の影響。 2020 年に通常の回転星 HR 6819 のペアを観察しているとき、天文学者はその動きの奇妙なことに気づきました。
アーティストのプリントは、HR 6819トリプルシステムのオブジェクトの軌道を示しています（画像提供：L。Calzada/ ESO）
それらは存在によってのみ説明することができます第三に、完全に見えないオブジェクト。科学者たちはその質量を計算しました-それは太陽の4倍であることが判明しました-そしてそれはブラックホールにすぎないことに気づきました。ちなみに、地球に最も近い場所のひとつで、1000光年しか離れていません。
X線オブジェクト
科学者が初めて認識した物体白鳥座 X-1 (または Cyg X-1) という天体はブラックホールになりました。これは、1964 年に発見されたはくちょう座の X 線源です。天文学者らはほぼ即座に、放射線源は青色超巨星とともに連星系に位置するブラックホールであると推測した。しかし、多くの専門家は、その存在の証拠はすべて間接的なものであり、白鳥座 X-1 は例えば中性子星である可能性があると信じていました。英国の天文学者であり科学の普及者であるスティーブン・ホーキング博士は、1974 年にこれはそうではないと賭けました。
白鳥座 X-1 をブラック ホールとして認識する際の主な障害は、天体までの距離が不確実であることです。しかし、2011年に天文学者がそれを計算しました。
ブラックホールのはくちょう座X-1は、巨大な青いコンパニオンスターから物質を引き出しています。 （NASA / CXCの画像提供）
新作の著者らはデータを分析した超長基線アレイ電波望遠鏡によって収集されました。科学者によると、白鳥座 X-1 までの距離は 6050 光年±400 光年です。さらに、青色超巨星の質量は太陽の19倍であり、X線源自体は太陽質量の14.8倍です。
新しい質量値は臨界値よりもはるかに大きいです中性子星とブラックホールを分ける限界（「死後」、大きな星はこれらの天体のいずれかに変わる可能性があります）。したがって、新しい研究は、まさに最初のブラックホールが実際にブラックホールであるという証拠を提供します。
超大質量ブラックホール
科学者のデータは、通常のブラックホールと超大質量ブラックホールが存在します。それぞれに数百万または数十億もの太陽質量があり、宇宙の歴史の最初から銀河の中心に隠れています。
私たちの銀河の中心には、射手座 A として知られる領域に超大質量ブラック ホールがあります。
（画像クレジット：ESA-C.Carreau）
NASAによると、中央のブラックホールは銀河は、すべての波長の光で強い放射を放出する降着円盤に囲まれています。科学者たちは、そのうちの1つである巨大でコンパクトな天体Sgr A *（射手座A *）が天の川の中心にあるという証拠を持っています。星がそれに近づくほど、それらはより多く回転します-光速の最大8％。天の川の中央のブラックホールは現在、約400万個の太陽質量と推定されています。
スパゲッティ化
ブラックホールの存在のより多くの証拠-これはスパゲッティ化です。このプロセスの間、ブラックホールの途方もない重力がオブジェクトを細いストランドに引き寄せます。これは通常、ブラックホールに接近した星で起こります。 2020年10月、天文学者はスパゲッティ化を目撃しました。彼らは、ブラックホールが星を引き裂くときに、星からの閃光を見ました。それは地球から2億1500万光年離れた銀河で起こりました。
そして最後に-直接画像
2019年4月、科学者たちは活動銀河メシエ87の中心にある超大質量ブラックホールの史上初の直接画像を取得した。
降着円盤
この写真は天文学者が使用して撮影したものです事象の地平線望遠鏡。実際、これは1つの機器ではなく、世界中に散らばっている望遠鏡の大規模なネットワークです。写真は、周囲の降着円盤のオレンジ色の輝きに対する65億個の太陽のブラックホールの暗い影をはっきりと示しています。
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LIGO（レーザー干渉計重力波観測所）は、レーザー干渉計重力波観測所です。
おとめ座は、EGO（ヨーロッパ重力観測所）にあるフランスとイタリアの重力波検出器です。