ブラックホールが放つ“不協和音”とは？ - 都立大が約30年の謎を解明

東京都立大学(都立大)は4月11日、30年近く謎だとされていた、ブラックホールが外部の影響を受けて放出する特定の周波数の重力波(準固有振動)の規則的なパターン中に、原因不明の“不協和音”のようにずれる1つの奇妙なモードについて、実は2つのモード間で起こる「擬交差」という共鳴現象に起因することを解明したと発表した。

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  ブラックホール重力波の「不協和音の謎」に潜む共鳴現象の発見に成功した今回の研究成果の概念図(出所:都立大Webサイト)

同成果は、都立大大学院 理学研究科の本橋隼人准教授によるもの。詳細は、米国物理学会が刊行する機関学術誌「Physical Review Letters」に掲載された。

ブラックホールは、複数の同天体の衝突・合体などにより重力波を放出する。その重力波は、準固有振動という多数の減衰振動の重ね合わせであり、観測を通じて放出元のブラックホールの性質を探求することが可能だ。28年前、日本における一般相対性理論に基づく数値計算の結果、規則的に並ぶ多数の準固有振動モードのうちの1つのみが、不協和音のような異常な値を示す現象が発見された。ただしその後のコンピューターの性能向上による精密な数値計算でも結果は変わらず、物理的起源が不明な未解決問題となっていた。