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宇宙

中性子星合体の現象を重力波で観測することに成功 36

ストーリー by hylom
重力波ブームが来るか 部門より
あるAnonymous Coward 曰く、

LIGOと欧VIRGOの両観測チームが8月17日、地球から約1億3千万光年離れた場所から届いた重力波を検出したという(産経新聞NHK日刊工業新聞)。解析の結果、この重力波は中性子星同士の合体で生じたものだと判明したそうだ。

さらに分析の結果、金や白金などの重い元素が中性子星の合体現場で生まれたとする理論と観測データがほぼ一致したほか、、「ガンマ線バースト」と呼ばれる電磁波の一種のガンマ線が爆発的に放出される現象も確認されたという。

中性子星の合体は理論的には起こるとされていたが、実際にその様子を確認できたのは初めて。また、日本のすばる望遠鏡なども重力波の発生源となる天体を光でとらえることに成功しているという。重力波については、今年のノーベル物理学賞の受賞理由ともなっていた

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  • by manmos (29892) on 2017年10月18日 15時23分 (#3297622) 日記

    光学的な観測による中性子星衝突の検出は2013年になされて、超鉄元素の生成の多くがそれによって出きる事が確認された。
    2013年の観測は、γ線バーストとその「残光」だったが、そこから4年、今回は重力波からも中性子星衝突が確認された。

    もともとは、BHの衝突より中性子星衝突が多いと思われていたので、重力波観測も「本来の」仕事も成し遂げたってことかな。

  • R過程 [wikipedia.org]

    というやつですね。鉄以上に重い物質のほとんどはここで生成されたという。あなたのご自宅の金庫の中の純金のインゴットも遠い過去のどこかの中性子星どうしの衝突の時に産まれたものです。

  • もろに、竜の卵とロシュワールドの世界が重なる感じですね。

    チーラ 「やばい、『卵(世界)』の終わりが近い」
    フラウウェン ☆やあ!!!!それは数学的にかい!?!?!?!?☆

    このイベントは、チーラの主観時間的にはどうみえるのかしら。

  • by Anonymous Coward on 2017年10月18日 14時28分 (#3297584)

    以前のブラックホール合体重力波検出の時は、LIGOとVIRGOだけでは正確な位置特定は出来ないという話だったのに、今回は簡単に光学望遠鏡での追加観測が出来たのはなぜ?

    • by Anonymous Coward

      ブラックホール合体重力波、貴方の言う「以前の」は、いつか。
      2015年9月14日: BH初めての観測はLIGO(2地点)のみ。
      2017年8月14日: (BH検出)LIGOに加え、VIRGOで初検出
      2017年8月17日: 中性子星検出 LIGO,VIRGO
      LIGOは2地点ある。VIRGOは1地点。
      3点観測で10倍位置が絞れるという。
      ほんと、重力波イベントはポンポン起きているんだなぁと感じた。
      それとも、ものすごい偶然なのか???

      • by Anonymous Coward

        偶然というか、宇宙がスカスカすぎて遠くのものが良く届くってことかな。

        • Re:整理しよう (スコア:3, 参考になる)

          by Anonymous Coward on 2017年10月18日 15時04分 (#3297607)

          重力波は、電磁波より 10^-38 倍弱い代わりに、他の天体によって極めて阻害されにくいという特質があります。
          LIGOの2点観測だと、大雑把な距離と、地球から見た宇宙上の円周上のどこか、という程度の情報しか分からない上に、
          ブラックホール同士の衝突だと光学観測ができません。

          Virgoも含めた3点観測で、かつ中性子星だと、大雑把ですがある程度位置が絞りこめる上に光学観測もできるので、
          これでやっと「重力波」+「光学」の相互補完的な観測ができるみたいです。

          親コメント
      • by Anonymous Coward

        日本のKAGRAも早く観測ネットワークに加わって欲しいですね

    • by Anonymous Coward

      >今回は簡単に光学望遠鏡での追加観測が出来たのはなぜ?

      そもそも「光をも飲み込む真っ黒な穴」こそが「ブラックホール」なわけで、
      ブラックホールが望遠鏡で見えるわけがないと思うんですが。
      重力レンズとかから間接的に観測できるだけ。

      中性子星も可視光を発してるわけではないようだが、ブラックホールよりはマシでせう。

      中性子星だけに「ラリィニーヴンのすてま」 [amazon.co.jp]というネタを思い付いたが、捻りもなんもなかった

      • by Anonymous Coward on 2017年10月18日 15時27分 (#3297627)

        やや、ブラックホール自体も放射してる [wikipedia.org]し、その周りに高温の物質が集まってる [wikipedia.org]し、
        かなり派手な吹き出物 [wikipedia.org]もある。
        ま、ブラックホール自体の放射はブラックホールがかなり小さくないと見えないだろうから、確かにブラックホール本体は見えないかもしれないが、
        その周りは結構騒々しい。

        親コメント
        • by Anonymous Coward

          ツッコミというか補足

          ブラックホールの放射はまだ仮説段階で確認されればノーベル賞ものだろうけど
          通常の超新星爆発などで生じるサイズのブラックホールだと放射自体が弱すぎて
          無理だろうなぁ・・・LHCとかでマイクロブラックホールができれば別だけど。

          降着円盤や宇宙ジェットはブラックホール周辺に星間物質が豊富な場合にできるもので
          特に相棒に通常の恒星を持つ連星系が顕著。
          逆に、孤立した星がブラックホールとなった場合は、あったとしても(比較的)貧弱じゃないかな。

          今まで見つかっているブラックホール(の候補)もほとんど連星系じゃなかったっけか。
          #銀河中心の大質量ブラックホールを除く
          通常の恒星との連星系だと相棒の動きでブラックホール(候補)の質量を推測しやすいしね

          と素人の独り言

      • 中性子星も可視光を発してるわけではないようだが、ブラックホールよりはマシでせう。

        うん。質量が宇宙のこっち側にあるからね。

        星の……今回の場合は中性子星の衝突てのは、星がお互いに向かって落ち込む事だ。
        物が落ちると重力による位置エネルギが解放される。高校の時にE=mghの近似式で習ったアレだな。手近な物を落とすとドスッとか音がするがアレも開放された位置エネルギの一部だ。
        中性子星どうしがぶつかり合うとお互いあんまり重くて重力が強いから、ものすごい量の位置エネルギを開

        • Re:教えてくれ (スコア:3, 参考になる)

          by Anonymous Coward on 2017年10月18日 17時40分 (#3297718)

          なんか、衝突といいながらも実際は衝突って印象じゃないっぽいよ?

          中性子星同士がお互いの周りを回ってるんだけど、重力波を放出しながら徐々に接近していく。
          あまりに接近すると潮汐力があまりに強くなりすぎて、ついには小さい方の中性子星が分解してしまう。
          分解した時に、そいつは四方八方に飛び散るんだけど、飛び散った中性子過剰の核種は、中性子過剰なためr過程により瞬く間に重元素に変換される。

          重元素って大抵がものすごく不安定で、あっという間(数秒)で核分裂を開始。
          この、核分裂の時の猛烈なエネルギーが、光って見えているそうだよ。実際、今回の観測も核分裂の光を捉えたって所にポイントがある。

          ちなみに分解した中性子星の残り(というか大多数というか)は降着円盤になって徐々にもう一方の中性子星に降り積もるっぽい。
          劇的な正面衝突的イメージとちょっと違うね…。

          中性子星が潮汐力で破壊されて光るので、相手がブラックホールでもokっぽいね。
          次はそういうの観測して欲しいね…。

          ※以上、ググっただけの知識の半可通より。

          親コメント
  • 中性子星合体でニュートリノが発生していればスーパーカミオカンデとかニュートリノ観測装置でもこの事象が観測されると思うんですけど、そのへんの話は
    出てきてるでしょうか?

    # 光学観測と重力波観測とニュートリノ観測で一つの事象を同時に観測出来たのなら、いろいろ新しい話も出てきそう。

    • by Anonymous Coward on 2017年10月18日 17時07分 (#3297693)

      遠すぎて無理じゃないかな?

      SN1987Aは大マゼラン雲という至近距離(18万光年)で発生したから検出できたんであって、それでもカミオカンデでは11個のニュートリノしか検出できなかった。
      今回は1.3億光年てことで、宇宙論的には近いけど、単純計算で50万分の1の信号になるので、ニュートリノ検出には余りに遠すぎると思う。

      親コメント
      • 遠くで起きたのをつかむためにはまだまだいろいる向上させていかないと難しいのですね。ご指摘ありがとうございました。

        • by Anonymous Coward on 2017年10月19日 1時01分 (#3297935)

          発生機序的にも、今回のは超新星爆発ではなくて、キロノヴァ [wikipedia.org]というものなので、元々ニュートリノの量が少ないかも。
          超新星爆発では、星の崩壊過程で大量のニュートリノが発生してそれが爆発に大きく関係してるようだけど、キロノヴァの場合は潮汐力で中性子星がバラバラになるだけなので多分関係ない。
          散らばった重元素のβ崩壊時にニュートリノが出るけど、超新星に比べたらどうなんだろ、少なくともピークは鋭くないだろうし、量も少ないんじゃないかな?

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  • by Anonymous Coward on 2017年10月18日 15時36分 (#3297638)

    以前、BH合体の重力波観測直後にガンマ線バーストを観測されてたが、あれは何だったんだ?
    これ 重力波と思われる信号とほぼ同時刻にフェルミ衛星GBM検出器がガンマ線信号を報告 [hiroshima-u.ac.jp]

  • by Anonymous Coward on 2017年10月18日 17時00分 (#3297686)

    ついに現代物理学は、妄想の世界に突入した。
    重力波という存在しない概念を実在として扱いだした。
    これで物理学は、さらに100年遅れるだろう。
    その間にロシアは反重力を実用化しているよ。

    • by Anonymous Coward

      あっ重力に斥力ってあったんだ引力だけだと思っていたよ。

      #反重力:自転の遠心力で相殺された引力の一部。とか

    • by Anonymous Coward

      中性…星白…合体…重力……尿道!放出!

  • by Anonymous Coward on 2017年10月18日 17時22分 (#3297702)

    これって、他の方向に力を注ぐより有意義な何かが最終的に得られるんだよね?

    • by Anonymous Coward on 2017年10月19日 0時36分 (#3297930)

      人類をより偉大な存在にしてくれるね。
      人類はただ動物的に繁殖するのではなく、考える葦として世界(宇宙、時空)を捉えることができるという証明となる。

      最終的に何が得られるかは、我々凡才には分からんけどねぇ。
      分かってるなら、そこに突き進んで研究して成果を得るわけで。

      SF的に考えるなら、そうだな、JPホーガンの「創世記機械」とかお勧めだから読んでみると良い。
      重力に関する理論(当然フィクションだが)から発展して何が起きるか、起こせるかの想定例として好適。

      より近い未来で考えるなら、重力波望遠鏡が間違いなく機能することが証明できた。
      そして、現状の宇宙理論のある程度が、予測通りという証明もできた。
      重力波望遠鏡の有用性が証明できたので、宇宙重力波望遠鏡による重力波背景放射(ビッグバン時の重力波)の検出も可能性が見える。
      もし重力波背景放射が得られるなら、インフレーション宇宙論が正しそうだと証明されるので、佐藤勝彦先生がノーベル賞もらえるね。

      ところで、「他の方向」というのがどの方向なのか皆目見当もつかないのだけど、コレは天文学の話なので天文学分野だろうと断じるけれども、今回の成果の意義は極めて大きい。
      何せ、「重力波天文学」という新たなジャンルが開闢し、ブラックホール同士の衝突と、中性子星同士の衝突が「直接観測」できてしまった。
      その結果、従来、間接的にしか存在を証明できていなかったブラックホールを、直接見ることができてしまった。
      もう、この成果だけでも「有意義な最終成果」としていいぐらいだ。

      しかも今回の成果は、現象を重力波で捉えて即座に他の天文台に通知し、ガンマ線、X線、紫外光、可視光、赤外光、電波の全電磁波で観測できてしまった。
      従来、それぞれ別々バラバラに現象を探していたのが、一斉に同じ所を観測し、宇宙の突発的現象を逐一記録できてしまった。
      このインパクトは計り知れない。

      今回の観測だけでも、想定していたモデルがどれだけ正しかったのかが分かる。
      正しければ理論が証明されるし、ズレがあるなら修正が必要であり、改善が行われる。
      シミュレーションモデルは一種流体力学的であるようなので、この超エネルギー状態でのモデルが完成するなら、回り回って天気予報の改善に繋がるかもしれない。

      まぁ、「他の方向」というのは、個々人の生活の役に立つか、という卑近なコトだろうと思うのだが、それこそ予測なんてできはしない。
      巨大素数に関する数論を論じていた19世紀の数学者が、我々が毎日のようにhttpsで暗号通信していることを想像できないように。

      親コメント
      • by Anonymous Coward

        ↑を数量的な事実で補足するけど、これ一発でNature8本、Science8本、Astrophysical Journal L 23本、他の論文が発表当日に出てる。プレプリントサーバーArxivには派生論文が次々にアップされてる。いままでに、こんな事象あったかね?

      • by Anonymous Coward

        重力波の前に中性子星を疑えよ。
        ホーガンを出すなら、優しい巨人を読んどけ。
        中途半端な知識であおるのはよくないぞ。

    • by Anonymous Coward on 2017年10月18日 22時21分 (#3297872)

      何年か後には税金が掛かるようになってるよ

      親コメント
    • by Anonymous Coward
      重力波を扱えるようになれば,いずれは反重力とか人工重力とか無慣性航法に行き着くかもしれません。気長にお待ちください。
    • by Anonymous Coward

      何をもって「有意義」とするのかによる。

      例えば万有引力の法則だと、17世紀の世界では暦を司ることが権力的にそれなりに重要だったので、天体の動きを把握に大いに役立つ法則は即座に「有意義」だったのかも知れない。有意義ではないかも知れないけれども、地動説等で宗教にも影響したり…(他には占いとかにも影響したかも。)

      実利的な意味では弾道やミサイル、ロケット、人工衛星等の軌道計算ではじめて「有意義」だったのかも知れない。この場合「有意義」になるまでに長い年月がかかったことになる。

      工学と比べて理学的な発見は、実利的な意味での「有意義」さに到達

    • by Anonymous Coward

      量子論と一般相対論を統一するためのデータが得られて、宇宙の究極の法則が見つかるかもしれない。
      そうしたら、宇宙は未ミュレーションの中であることが判明するかもしれない。
      異次元への扉を開く方法が見つかるかもしれない。
      あるいは永久機関ができるかもしれない。

  • by Anonymous Coward on 2017年10月19日 16時38分 (#3298264)

    ここ [wikipedia.org]によると、

    > 中性子星として存在できる質量にはトルマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ限界と呼ばれる上限値があり、
    > それを超えるとブラックホールとなる。上限の質量は、太陽質量の1.5倍から2.5倍の範囲にあると考えられている。

    とあるから、太陽質量の1倍と2倍の中性子星同士がぶつかるとその後は光学望遠鏡で見えなくなってしまうよね。

    • by Anonymous Coward

      実は、中性子星同士がぶつかる寸前に、重力(潮汐力)が強くなりすぎて自爆して弾け飛ぶらしいのよ。
      光ってるのは弾け飛んだかけら。
      中性子星ってのは1つの巨大な原子核みたいなもんだから、一種の猛烈な核分裂を起こして、その光が見える。

      だから、合体した後にブラックホールになったとしても、ぶつかった時の光は(一連の核分裂系列が終わるまで)しばらくの間見えてると思う。

      その後見えるかどうかは、中性子星だったとしても遠すぎて無理じゃないかな…。
      運良くパルサーになって地球の方向向いてれば分かるか??

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アレゲはアレゲを呼ぶ -- ある傍観者

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