なぜＸ線でブラックホールは観測できるのか

質問

ブラックホールからは光さえ出てくることができないのですよね。ところが、何かが飛び込むと，Ｘ線が出てくることがあるために，Ｘ線天文学でブラックホールが観測され訳ですよね。なぜＸ線だけ出ることが出来るのですか，私にはこの辺が全く理解できません。

物理が一番嫌いな人間です。式を全く使用しないで，わかりやすく説明してもらえないものでしょうか。

回答No.4

First_Noel · ベストアンサー

＞ブラックホールに物体が落ち込む時に，Ｘ線が重力にとらえられないのなら，
＞もし同じ電磁波である光が発せられたとすると，光も見えるのではないか。

電磁波がブラックホールの強力な重力に囚われずに出て来れるのは
事象の地平面より外側ですから，Ｘ線であろうと何であろうと，
観測出来るのは事象の地平面より外側のみ，となります．
従って，事象の地平面より内側からＸ線だけが特別に出て来ている，と
言うのではありません．

ブラックホールに近付くほどに重力が大きくなるので，ガスの回転速度は
早くなるでしょう，それだけ大きな摩擦熱が発生するので，ブラックホールに
近付く程に電磁波は，電波，赤外線，可視光線，Ｘ線，γ線・・・と特性波長

（特に強度が強い波長）がどんどん短くなります．
つまりＸ線で見るとよりブラックホール近くを観測出来ることになります．
囚われの身となるガスの最後の姿が見えるだろう，と言うのが，Ｘ線天文学者の興味だと思います．

＞あなたの説明では，ブラックホールに飛び込むときに，
＞物体は光は発しないから光では見ることが出来ないと
＞理解して良いのでしょうか。

勿論上記の場所からはＸ線以外にも可視光線や赤外線も出ていますが，
熱輻射の法則（プランクの式）から定量的に算出出来ますが，ごくごくごく
僅かしか出ていないので，暗くてよく見えないので観測に向かない，と言うことです．
物凄い増幅器をつけて強引に見てやれば可視光線でも見えないことはないでしょうが，
ノイズが物凄くなって実際役に立たないと思います．

お礼

大変ありがとうございました。
先日テレビでブラックホールについての番組がありました。その際時空も歪むという点に，そのことが理解できないがためにネット検索しておりました。しかし，とても自分には理科出来ない代物であるということのみ理解できた次第です。
調べているうちに，ふと，質問のような疑問を感じた次第です。お二人の説明で良く（自分でそう思っているだけかもしれませんが）わかりました。お二人にまとめてお礼申し上げます。

回答No.3

Mell-Lily

ガスから放射されるX線が観測されているように、ガスから放射される光も、また、観測されているでしょう。実際、ブッラクホールの周囲で輝くガスは、写真撮影されているでしょう。光が出てくることができないのは、光がブラックホールの中に入ったときです。ブラックホールには”半径”というものがあって、一旦、その半径の内側に入ってしまえば、何ものも、再び、その半径の外側に出てくることはできないのです。X線や光が放射されているのは、ブラックホールの外側のことです。

回答No.2

Mell-Lily

ブラックホールが、その強力な重力で周囲のガスを吸い込むとき、高速で運動するガスに摩擦が生じ、高温となったガスがX線を放射します。

参考URL：

http://www.astro.isas.ac.jp/xjapan/asca/3/bhxray/

お礼

早速にありがとうございます。このホームページは以前から知っております。

回答No.1

First_Noel

ブラックホールに落ち込むときに高速で回転しますが，
そのとき摩擦力で高温になり，それが最も顕著となる特性波長（プランクの式）が
Ｘ線領域となるからです．多分理論からの予測もあってのことでしょう．
（物体からは温度に応じた波長の電磁波が出ています．人間の場合遠赤外線域の電磁波を出しています．
　この電磁波分布は，温度をプランクの式に代入することで求まります．
　その分布のピーク位置が特性波長として最も顕著に表れます．）

アナロジーで，人間はなぜ可視光線で物を見てるのか？，と同じことだと思います．
（蛇足までにこの理由は，太陽光の波長分布がいわゆる可視光線域でピークを持つからです．
　そのように進化した，と言うことです．）

勿論，ブラックホールはＸ線だけ出しているのではなく，他の呼び名の電磁波にも分布しています．

補足

言葉足らずで申し訳ありません。私の疑問は，ブラックホールに物体が落ち込む時に，Ｘ線が重力にとらえられないのなら，もし同じ電磁波である光が発せられたとすると，光も見えるのではないか。
それとも，光だけが捕らえられＸ線は捕らえられない。どちらなのだろうと思ったわけです。

あなたの説明では，ブラックホールに飛び込むときに，物体は光は発しないから光では見ることが出来ないと理解して良いのでしょうか。