10兆℃の灼熱地獄!宇宙で一番熱い場所はどこにある?
10兆℃の灼熱地獄!宇宙で一番熱い場所はどこにある? / Credit: canva
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宇宙でもっとも熱い場所は10兆℃の灼熱地獄になる!

2023.08.26 Saturday

灼熱の天体として私たちに最も馴染み深いのは「太陽」です。

太陽の中心部は1600万℃に達し、太陽系では最も熱い場所ですが、この広い宇宙の中ではそこまで高い温度ではありません。

では、宇宙で最も熱い場所では一体どのくらいの温度に達するのでしょうか?

米ハーバード大学(Harvard University)の天文学者ダニエル・パルンボ(Daniel Palumbo)氏は、現在宇宙で最も熱いと考えられる場所で推定される温度は10兆℃に達すると話します。

10兆℃というと物理学的にもあまりにバカバカしい高温のように感じますが、一体そのような高温になる場所は宇宙のどこなのでしょうか?

 

What is the hottest place in the universe? https://www.livescience.com/space/what-is-the-hottest-place-in-the-universe
Probing dense baryon-rich matter with virtual photons(2019) https://www.nature.com/articles/s41567-019-0583-8

宇宙で最も熱い天体とは?

超大質量ブラックホールとは、その名の通り、とてつもなく巨大なブラックホールのことを指します。

通常のブラックホールの質量が太陽の10〜100倍なのに対し、超大質量ブラックホールは太陽質量の10億〜100億倍もあるのです。

これまでの研究で、超大質量ブラックホールのほとんどは銀河の中心に存在することが分かっており、きわめて強力な引力で周囲の物質を吸い込み、光さえも捕らえて逃しません。

専門家によると、超大質量ブラックホールの内側は極低温になると見られていますが、その周囲にできたガスや塵の集合体である「降着円盤」は途方もなく高い温度に達するという。

超大質量ブラックホールの周りにできた降着円盤のイメージ図
超大質量ブラックホールの周りにできた降着円盤のイメージ図 / Credit: ja.wikipedia

さらに、この降着円盤はお風呂の栓を抜いたときにできる渦のようなもので、内側から順にガスがブラックホールの中へと吸い込まれています。

このときにガス同士の激しい摩擦が生じることで高速のジェットを放出し、これが数兆°Cという灼熱の温度に達するのです。

一般的に、原始星にガスが降着するときに生じる原始星ジェットは比較的低速ですが、超大質量ブラックホールのジェットは光のスピードに近い激しい現象であり、専門的には「相対論的ジェット」と呼ばれています。

超大質量ブラックホールから放たれた相対論的ジェットは、距離にして数百万光年にわたって伸びることもあるという。

そしてパルンボ氏によると、これまでに観測された最も高温の場所は「クエーサー3C273」であるといいます。

普通のブラックホールは観測で見えるほど明るい円盤は生じませんが、超大質量ブラックホールなどの場合、観測で見えるほど強く明るく輝く場合があります。

中でも非常に活発に活動しているものをクエーサー(活動銀河核)と呼び、これは宇宙で最も明るい天体とされます。

クエーサー3C 273(チャンドラX線天文台による撮影)
クエーサー3C 273(チャンドラX線天文台による撮影) / Credit: ja.wikipedia

クエーサー3C273は、地球からおとめ座の方角に約24億光年離れた場所にあり、先に説明したように、超大質量ブラックホールに落ち込むガス同士の摩擦によって、とんでもない温度を放っています。

米東部ウェストバージニア州にあるグリーンバンク天文台での観測によると、クエーサー3C273の温度は約10兆ケルビン(摂氏にして10兆度以上)に達しているのです。

これが人類の観測史上、宇宙で最も熱い場所として記録されています。

また相対論的ジェットが放出された場合は、さらに温度が上昇していると考えられています。

この熱さに比べると、太陽中心の1600万℃でさえ、ぬるま湯くらいに感じられるでしょう。

またパルンボ氏は「ブラックホールが確実に熱い場所であることは確かだが、宇宙で災害が起きたときも非常に高温になる場合がある」と話します。

つまり、非常に高温となる宇宙の災害とはなんなのでしょう?

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