ブラックホールと電磁波について

質問

科学初心者ですが…
こんな質問をして、すいません。
ブラックホールから、X線を含む電磁波が出ることが、よくわかりません。
光は、重力の影響を受けて、引きずり込まれますが、X線などの、電磁波は、重力の影響を受けないのでしょうか？
あるいは、ブラックホールの重力から、抜け出せる、物質があるのでしょうか？
重複していたらすいません…。
あほなことばかり言ってすいません。

回答No.7

Tacosan · ベストアンサー

まずもとの質問者の疑問から:
恒星質量ブラックホールの降着円盤から発せられる X 線などのエネルギーは, 基本的に「ガスなどがブラックホールに落ちるときに解放される重力エネルギー」です. 例えば, 地球でも「高いところにある物体は, 低いところにある物体よりも位置エネルギーが大きい」と言ったりしますよね. これと同じで, ブラックホールでは重力が非常に強いのでガスなどの持つ位置エネルギー = 重力エネルギーが大きくなります. また, 放射するあたりでは落ちてくるガスの摩擦などもあって, 非常に高温 (Schwartzschild 半径の 3倍くらいのところで放射すると仮定するとおよそ 10^7K くらい) となります. そのため, X 線～γ線が放射のピークとなっています. もちろん Schwartzschild 半径の 3倍くらいのところからなら, 電磁波は余裕で逃げることができます.
あ, 通常「ブラックホールの中」といったら「Schwartzschild 半径の中」とか「事象の地平線のあっち側」とかの意味です. X 線などは Schwartzschild 半径の (かなり) 外から出ており, 厳密には「ブラックホールの中」から出ているわけではありません. 面倒なので「ブラックホールから」と言っちゃったりしますが.

でもって #6 の話.
「光のパルスが～」などと言っていますが, 相対論で考えるべきは「パルスのピーク位置の速度」ではなくて「パルスの立ち上がり位置の速度」です. そこには触れずに「電磁波の＊速度＊は光速を越えてもよいと考えられている」などと書いてありますよね. 「ピーク位置の速度」=「群速度」と「立ち上がり位置の速度」=「(普通の) 速度」とは別ものですから, きちんと区別する必要があると思います.
ちなみに「質問者が誤解しないように記載されているとは到底思えない」と言われてますが, どこの部分でしょうか? 御指摘願います.

お礼

ありがとうございます…。
よくわかんないですが…。勉強になりました。
まぁ、確かに、半径の三倍以上のところなら、余裕に逃げれますね…。
ただ、一つ疑問なのは、検出されるX線が、ブラックホールからのパルス波か、ブラックホール外からの、降着円盤を生成される過程で出来上がるものなのか…。わからない点です…。
まぁ、僕は、馬鹿なので、わかりませんが、多分、物理の最先端では、その答えも出ているのでしょう…。

回答No.3

Scull

正確に言えば、ブラックホール（BH）からはエックス線は発せられません。

通常のBHは、かなり小さい直径ですが、質量は莫大です。その為に周辺では物凄い潮汐力が働いて、周辺の物体を粒子レベルまで分解させてしまうのです。それらの粒子はBHの自転に引きずられながら落ち込んでいき、「降着円盤」という物を形成します。
この降着円盤を形成する物質の摩擦によって生じるエネルギーが、重力場によって変調され、エックス線となって観測される（その点で、明らかにこのエックス線は重力場の影響を受けています）のです。

このエックス線は「ブラックホールの中から出ているのではない」ので、我々に観測される訳です。

お礼

どうもありがとうございます。
降着円盤というのは、物質が、ブラックホールに取り込まれたとき、その物質が、ブラックホールの重力エネルギーに耐え切れなくなって、崩壊（？）して、できる…。と考えればいいのでしょうか？
その過程で、波長の短いX線ないしは、そのほかの波を、放出すると考えればいいのかな？
ありがとうございました。

回答No.2

Tacosan

#1 で終わりなんだけど, 「降着円盤」などをキーワードにして検索するといいんじゃないかな.

お礼

ありがとうございます。
降着円盤について、ここの教えてGOO!で、調べました…。
「ウィーンの変位則」によると、波の波長のピークは、温度に反比例するそうですね…。
ということは、温度が上がっても、微弱な波が検出されるということなのでしょうか？
熱力学から考えれば…。ブラックホール内のエネルギーを、熱エネルギーに変換すれば、かなりのものだと…。よくわかりませんがｗｗ。（笑
しかし、熱エネルギーに勝手に変換していいのかな？

回答No.1

N64

ブラックホールから出ているのではなく、ブラックホールに引っ張られているガスなどが、助けてくれーといって悲鳴をあげているのです。

お礼

ありがとうございます。
う～ん…。この回答見たときに…。ふと疑問に思ったこと…。
後で、回答されたものには…。正確に書いてありますが…、悲鳴とは…。波でしょうが…。波は、何かを媒体にしなければならないと思います。
音波なら、空気。電波なら、電気（？）その前提の下で、光の媒介である、光子も考えられたと思われます…。
とはいえ、ビッグバンの発生から、温度が下がって、生成された波が、未だに、数Hzで、観測できるぐらいですから、宇宙には、ダークマターと呼ばれる、物質を、媒介にした、波があるのかもしれませんね…。
いろいろと、勉強になりました。ありがとうございます。