【天文学】休止状態の大質量ブラックホールの解明へ一歩前進
Nature
通常は休止状態にある超大質量ブラックホール（SMBH）によって近くにある星がバラバラにされる過程について報告する論文が、今週掲載される。今回の研究では、そうした近くの星が「潮汐破壊事象」を経てSMBHに降着する際に収集されたX線データが解析され、通常は休止状態にあるブラックホールの重力効果を研究し、回転を計測するための新しい方法への道が開かれた。
SMBH周辺の時空に関する我々の現在の理解は、活発な降着が起きているブラックホールの知識に基づいているが、SMBHの90％は休止状態にある。このように通常は休止している大量のSMBHを研究する機会は、潮汐破壊事象によってもたらされている。
今回、Erin Karaたちは、X線反響マッピングという手法を用いて、すでに2011年に検出されていた潮汐破壊事象である可能性の高い事象（いわゆる‘Swift J1644+57’）のX線データを再解析し、鉄の光子からのX線エコー（X線反響）の観測について報告している。このX線反響を解析したところ、X線反響が降着流の内側部分に由来しており、反射気体が光の速さの半分の速さで流出していることが明らかになった。
Karaたちは、ブラックホールの回転を推定できていないが、上述した流れのモデルが今後改良されれば、持続的な降着が起きているブラックホール（全体の10％にすぎない）だけでなく、宇宙で休止状態にあるブラックホール（残りの90％に相当する）についても回転の測定が可能になるという考えを示している。
A normally dormant supermassive black hole (SMBH) tearing apart a nearby star is reported in a paper published online in Nature this week. The study analyses X-ray data collected as the star experienced this ‘tidal disruption event’ and accreted onto the SMBH, and opens up a new way of studying gravity effects in normally dormant black holes and, possibly, measuring their spin.
Although our current understanding of space-time around SMBHs is based on actively accreting black holes, 90 per cent of SMBHs are dormant. Tidal disruption events offer an opportunity to study this large population of normally dormant SMBHs.
Erin Kara and colleagues reanalyse previously available X-ray data for a likely tidal disruption event that was detected in 2011, the so-called ‘Swift J1644+57’, using a technique known as X-ray reverberation mapping. They report observations of X-ray echoes, or reverberations, from iron photons. Analysis of these reverberations reveals that they are from the inner part of an accretion flow, with the reflecting gas flowing outwards at up to half the speed of light.
Although the authors do not estimate the spin of the black hole, they propose that, with future improvements in the modelling of such flows, it will be possible to measure black hole spin not only in the 10 per cent of persistently accreting black holes, but also in the 90 per cent of dormant black holes in the Universe.
doi: 10.1038/nature18007
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