こんな記事を見つけました
ごきげんよう
星空がお気に入り
私です
観測史上最大のブラックホールを
米カリフォルニア大などの研究チームが発見した。
太陽の約100億倍の重さがあり、
銀河がどのように形作られてきたかを解明する手がかりになる成果という。
8日付の英科学誌ネイチャーに発表される。
研究チームは、ハッブル望遠鏡や
米ハワイ・ジェミニ天文台などで観測し、
地球から3億2000万光年離れた銀河に、
太陽の97億倍の重さを持つブラックホールを発見した。
3億4000万光年先の銀河にも、同程度か、
それ以上の重さのブラックホールがあった。
これまでに見つかった最大のブラックホールは太陽の63億倍の重さ。
非常に明るい天体であるクエーサーは、
太陽の100億倍以上の重さの超巨大ブラックホールから
エネルギーを得て光を放っていると考えられており、
そのようなブラックホールの探索が続けられていた。
この記事を読んでいてふと気になったのだが・・・
「地球から3億2000万光年離れた」って、
どうやって距離を求めたのだろうか?
まさか、地球から光を飛ばしてその時間で距離を調べた?
でも、片道3億2000万光年もかかるのにどうやって?
しかもブラックホールは、光をも飲み込むものでしょ?
どうやって??
ん・・・
あれこれ悩んでしまったので、調べてみました
ハッブルの法則
非常に遠い銀河の場合には、これまでの方法では対応できず、
宇宙の膨張理論を使うことになります。
ハッブルは、距離が既知の銀河について、
地球からの相対的な移動速度を観測して、
遠い銀河ほど、後退速度が大きいことを見つけました。
この後退速度は、銀河から発する光のスベクトルのドップラー効果により、
長波長(赤色側)にズレる割合を調べることからわかります。
この割合が、赤方偏移といわれる値であり、
遠方の銀河の距離の指標となっています。
赤方偏移から距離を求める方法について、
もう少し具体的に示しますと以下のようになります。
例えば、準恒星状天体のクェーサーー3C273の場合、
この天体のスペクトルを調べると、
通常、水素原子の輝線スペクトル(Hα線)の波長は、
6563Åですが、このクェーサーの場合は、
7613Åにズレていることが分かりました。
これは、天体が、地球から遠ざかっていることによる
光のドップラー効果のために、
波長が引き伸ばされたことになります。
この波長が伸びる割合が赤方偏移で、
この場合のZ(赤方偏移)は(7613Å/ 6563Å)-1=0.16となります。
また、光のドップラー効果の式から、
Z+1=√(1+v/c)/√(1-v/c)の関係があり、
Zに0.16 、c(光の速度)に300000km/sを代入して、
v(後退速度)を求めると44000km/sになります。
すなわち、この天体は、地球に対して
44000km/sの速度で遠ざかっていることになります。
一方、エドウィン・ハッブルは、遠くの銀河ほど、
早い速度で遠ざかっていることを発見し、
V(天体の後退速度)=H(ハッブル定数)×r(天体の距離)
として、宇宙は膨張していることを示しました。
ハップル定数は、誤差はありますが、
50~100(単位はkm/s/Mパーセク)の範囲だろうとされています。
クエーサー3C273の距離を決定するのに、
ハッブル定数に60を用いると、
距離r=V/H に V:44000(km/s) H:60(km/s/Mパーセク)
を代入すると、距離r=733Mパーセクとなります。
バーセクから、光年の変換係数の3.26を掛けると、
733×3.26×106=24億光年となります。
このようにして、クエーサー3C273の距離は、
約24億光年となります。
PS. 最新の研究では、宇宙背景放射の解析結果から、
ハッブル定数は、71と推定されています。
なるほど、わからん
ちなみに、太陽や月などの
近い距離の場合は
高校1年生で習う
三角比の知識で求めるんだそうです
その名も
「三角視差法」