ブラックホール星 — 存在するはずのない星：英語学習ノート

Black hole stars may have been the largest stars that ever existed. 文法

ブラックホール星は、これまで存在した中で最大の星だったかもしれません。

They burned brighter than galaxies

それらは銀河よりも明るく輝き、

and were larger than any star today

現在のどの星よりも大きく、

or that could ever exist in the future.

あるいは未来に存在し得るどの星よりも大きかったのです。

But besides their scale, 文法

しかし、その規模以上に、

what makes them special and weird

それらを特別で奇妙なものにしているのは、

is that deep inside,

その深部に、

they were occupied by a cosmic parasite, 慣用句

宇宙の寄生虫、つまり

an endlessly hungry black hole.

終わりのない飢えを抱えるブラックホールが住み着いていたことです。

How is that even possible? 話の流れ

そんなことがどうして可能なのでしょうか？

Black hole stars take the weirdness of black holes

ブラックホール星は、ブラックホールの奇妙さを備えているだけでなく、

and go beyond

それを通り越し、

to break everything we know about how stars form and grow. 慣用句

星の形成と成長に関する私たちの常識のすべてを打ち破ります。

They were only possible during a short window of time in the early universe,

それらは初期宇宙のわずかな期間にのみ存在が可能でした。

but if they existed, 文法

しかし、もし存在していたのなら、

they would solve one of the largest mysteries of cosmology.

宇宙論における最大の謎の一つを解決してくれるでしょう。

Black hole stars were excessive any way you look at them. 慣用句

ブラックホール星は、どこから見ても規格外でした。

The most massive stars today

現在の最も質量が大きな星は、

may have about 300 solar masses. 文化背景

太陽の約300倍の質量を持っています。

A black hole star had up to 10 million solar masses

しかし、ブラックホール星は最大で太陽の1000万倍の質量を持つ、

of nearly pure hydrogen.

ほぼ純粋な水素の塊でした。

Let's take a moment to look at what this means visually.

これが視覚的に何を意味するのか、少し見てみましょう。

The Sun,

太陽、

Wezen,

ウェゼン（Wezen）、

LL Pegasi,

ペガスス座LL星（LL Pegasi）、

the largest star,

最大の星、

and finally, the black hole star.

そして最後に、ブラックホール星です。

Its scale is beyond words. 慣用句

その規模は言葉では言い表せません。

Over 800,000 times wider than our Sun, 文法

太陽の80万倍以上の幅があり、

380 times larger than the largest star we know today.

今日知られている最大の星よりも380倍も大きいのです。

And far below its surface

そして、その表面の遥か下には、

is a black hole growing rapidly

急速に成長するブラックホールがあり、

as it devours billions upon billions フレーズ

毎秒何百億トンもの物質を

of tons of matter per second.

貪り食っています。

Normally, stars are born from gigantic clouds,

通常、星は巨大なガス雲から生まれます。

collections of thousands or millions of solar masses of mostly hydrogen.

それは、太陽の数千倍から数百万倍の質量を持つ、主に水素の集まりです。

In these clouds,

これらの雲の中で、

matter starts to accumulate around the densest spots inside.

内部の最も密度の高い場所の周りに物質が集まり始めます。

As these spots get denser, 文法

これらの場所の密度が高くなるにつれ、

their gravitational pull intensifies

重力が強まり、

and they grow faster.

成長速度も速くなります。

Eventually, they generate so much heat and pressure 文法

最終的に、それらは非常に高い熱と圧力を生み出し、

that they ignite fusion reactions

核融合反応に点火して、

and a new star is born.

新しい星が誕生します。

But this puts a limit on their size. フレーズ

しかし、これが星の大きさに限界をもたらします。

Nuclear fusion releases enough radiation energy

核融合は、周囲のガス雲を吹き飛ばすほどの

that the surrounding gas cloud is blown away. 句動詞

放射エネルギーを放出します。

The new baby star can't gather more mass.

生まれたばかりの新しい星は、これ以上質量を集めることができません。

From now on, the star is living on the edge between two forces, 慣用句

これ以降、星は2つの力の境界で生きることになります。

gravity pulling in,

内側に引っ張る重力、つまり

trying to squash the star,

星を押しつぶそうとする力と、

and radiation created by fusion pushing outwards,

核融合によって生み出される外側へ押し出す放射、つまり

trying to blow the star apart.

星を吹き飛ばそうとする力です。

After millions to billions of years,

数百万年から数十億年後、

the core runs out of fuel and the balance breaks, 句動詞

コアの燃料が尽きるとバランスが崩れ、

destroying the star.

星は崩壊します。

But black hole stars were very, very different.

しかし、ブラックホール星は全く違いました。

The beasts of the early universe.

初期宇宙の怪物です。

A few hundred million years after the Big Bang,

ビッグバンから数億年後、

when the universe was much smaller,

宇宙がまだずっと小さかった頃、

all the matter in existence was much more concentrated.

存在するすべての物質は現在よりもずっと集中していました。

The universe was much denser and hotter.

宇宙ははるかに密度が高く、高温でした。

Dark matter was a dominant player,

暗黒物質（ダークマター）が支配的であり、

forming giant structures called dark matter halos. 文化背景

ダークマターハローと呼ばれる巨大な構造を形成していました。

These dark matter halos were so massive

これらのダークマターハローは非常に質量が大きかったため、

that they pulled in and concentrated unimaginably gigantic amounts of hydrogen gas,

想像を絶するほどの巨大な水素ガスを引き寄せて凝縮させ、

becoming the birthplaces of the first stars and galaxies.

最初の星や銀河の誕生の地となりました。

Epic clouds of hydrogen formed,

壮大な水素の雲が形成され、

some as massive as 100 million Suns,

中には太陽の1億倍という、

more than the mass of small galaxies.

小さな銀河の質量を超えるものもありました。

In this unique environment that will never exist again,

二度と存在しないこのユニークな環境において、

the enormous gravitational pull of the dark matter halos

ダークマターハローの巨大な重力が

drew gas into its center and created extremely massive stars.

ガスを中心部へと引き寄せ、極端に巨大な星を作り出しました。

As we said before, when a star is born,

前述したように、星が誕生すると、

it blows away the gas cloud that created it.

自分を作り出したガス雲を吹き飛ばします。

But these titanic gas clouds in the early universe

しかし、初期宇宙のこれらの巨大なガス雲は、

were so large and massive

あまりにも大きく重かったため、

that even after their birth,

星が誕生した後も、

more and more gas piled on the newborn star,

生まれたばかりの星に次々とガスが降り積もり、

making it grow to unbelievable proportions. 文法

信じられないほどの大きさに成長させました。

The young star is forced to grow and grow and grow, 文法

この若い星は強制的に成長し続け、

getting more and more massive

どんどん質量を増していき、

until in some cases, it reaches up to 10 million times the mass of our Sun.

場合によっては太陽の1000万倍の質量に達することもありました。

Crushed by gravity,

重力に押しつぶされ、

its core gets hotter and hotter,

そのコアはどんどん高温になり、

desperately pushing outwards,

必死に外向きの圧力を生み出し、

trying to blow itself apart,

自分自身を吹き飛ばそうとしますが、

but to no avail. 慣用句

無駄に終わります。

There's too much mass and too much pressure.

質量が多すぎ、圧力が高すぎるのです。

The balance is impossible to uphold.

バランスを保つことは不可能です。

Like a supernova on fast forward, 慣用句

早送りされた超新星爆発のように、

the core gets crushed into a black hole.

コアは押しつぶされてブラックホールになります。

Normally, that would be the end.

通常、これが最後です。

Today's stars go supernova, フレーズ

今日の星は超新星爆発を起こし、

a black hole forms,

ブラックホールが形成され、

and things calm down.

すべてが落ち着きます。

But in this case,

しかし、このケースでは、

the star survives its own death. 慣用句

星は自らの死を生き延びるのです。

A tremendous explosion rocks the star from the inside,

途方もない爆発が星を内側から揺さぶりますが、

but it's not enough.

それだけでは不十分です。

The star is so large and massive

星があまりにも大きく質量があるため、

that not even a supernova can destroy it.

超新星爆発でさえそれを破壊することはできません。

But now, it has a black hole for a heart. 慣用句

しかし今、その星は心臓部にブラックホールを持っています。

It's tiny, a few tens of kilometers

それはほんの数十キロメートルほどの大きさで、

in the center of a thing the size of the solar system.

太陽系サイズの巨大な星の中心にあります。

The monster grows.

怪物は成長します。

Stars are born from ever faster spinning and collapsing gas,

星は、ますます速く回転して収縮するガスから生まれるため、

and so they also spin.

星自体も回転します。

When a black hole is born from the core of a star,

星のコアからブラックホールが生まれるとき、

it keeps its angular momentum. 文化背景

それは角運動量を維持します。

This means that matter that gets drawn in

つまり、引き込まれる物質は

doesn't just fall in a straight line, 文法

真っ直ぐ落ちるのではなく、

but instead begins orbiting the black hole in smaller and smaller circles,

ブラックホールの周りを次第に小さな円を描いて軌道に乗り始め、

going faster and faster.

どんどんスピードを上げていきます。

The result is an accretion disk where gas orbits at nearly the speed of light. 文化背景

その結果、ガスがほぼ光速で周回する降着円盤が形成されます。

Only a small amount of gas actually falls in at any given moment.

実際に一度に吸い込まれるガスはごくわずかです。

Basically, black holes put a lot of food on the table 慣用句

基本的にブラックホールは、たくさんの食べ物をテーブルに並べ、

and only nibble at it.

ほんの一口しかかじらないのです。

But the matter trapped in the accretion disk

しかし、降着円盤に捕らわれた物質にとって、

doesn't have a good time.

それは楽しい時間ではありません。

Friction and collisions between particles

粒子間の摩擦や衝突によって、

heat it up to temperatures of millions of degrees.

数百万度という高温に加熱されます。

Actively feeding black holes have accretion disks 語彙

活発に物質を飲み込むブラックホールは、

that are incredibly hot and powerful.

信じられないほど高温で強力な降着円盤を持っています。

This heat from the disk further restricts how much a black hole can devour,

この円盤からの熱が、ブラックホールが飲み込める量をさらに制限します。

just like the core of stars.

星のコアと同じように。

The superhot material creates radiation that blows away most of the food within its reach.

超高温の物質は放射線を生み出し、手の届く範囲の食べ物のほとんどを吹き飛ばしてしまいます。

So even if a black hole had access to as much food as it desired, 文法

そのため、ブラックホールが望むだけの食べ物にアクセスできたとしても、

it can only grow slowly.

ゆっくりとしか成長できません。

A black hole embedded inside a black hole star is different.

しかし、ブラックホール星の中に埋め込まれたブラックホールは違います。

The enormous pressure surrounding it pushes down matter directly into the black hole,

周囲の巨大な圧力が物質をブラックホールに直接押し込み、

overcoming all restrictions on how fast it can consume.

どれだけ早く消費できるかという制限をすべて克服します。

This process is so violent and releases so much energy

このプロセスは非常に激しく、桁外れのエネルギーを放出するため、

that the accretion disk becomes hotter and releases more radiation pressure than any star core ever could.

降着円盤はどの星のコアよりも高温になり、より強い放射圧を放出します。

Enough to push back against the weight of 10 million Suns. 句動詞

それは太陽1000万個分の重さを押し返すほどの力です。

An impossibly dangerous balance has been created.

あり得ないほど危険なバランスが作り出されました。

Millions of solar masses pushing in,

数百万太陽質量分の物質が内側へ押し寄せる一方、

the angry radiation of a force-fed black hole pushing out. 慣用句

無理やり食べさせられたブラックホールの怒りの放射が外側に押し返します。

For the next few million years,

その後数百万年の間、

the black hole star is consumed from within.

ブラックホール星は内側から消費されていきます。

The black hole grows to thousands of solar masses,

ブラックホールは太陽の数千倍の質量に成長し、

and the bigger it gets, 文法

大きくなるにつれて、

the faster it eats,

食べるスピードも速くなり、

which heats up the star even more and causes it to expand.

それが星をさらに加熱し、膨張させます。

In its final phase,

最終段階において、

the black hole star has become over 30 times wider than our solar system,

ブラックホール星は太陽系の30倍以上の幅になり、

truly the largest star to ever exist in the universe.

まさに宇宙にこれまで存在した中で最大の星となりました。

The intense magnetic fields at its core

そのコアの強烈な磁場が、

spew out jets of plasma from the black hole's poles, 句動詞

ブラックホールの両極からプラズマのジェットを噴き出し、

which pierce through the star and shoot out into space,

それが星を貫いて宇宙空間に放たれ、

turning it into a cosmic beacon.

宇宙の灯台へと変えます。

It must have been one of the most awe-inducing sights 文法

それは、宇宙にこれまで存在した中で、

to ever exist in the universe.

最も畏敬の念を抱かせる光景の一つだったに違いありません。

But this also marks the end.

しかし、これは終わりを告げるものでもあります。

It becomes too stretched

星は引き伸ばされすぎ、

and the accretion disk within too powerful.

内部の降着円盤は強力になりすぎます。

The parasite destroys its host, 慣用句

寄生虫が宿主を破壊し、

blowing it apart.

吹き飛ばすのです。

A black hole with the mass of 100,000 Suns

太陽10万個分の質量を持つブラックホールが、

rips its way out to hunt for new prey 慣用句

星を引き裂いて外へ飛び出し、新たな獲物を探し求め、

while leaving behind nothing but a star carcass. フレーズ

星の死骸以外には何も残しません。

The supermassive question.

超大質量の謎。

If black hole stars existed,

もしブラックホール星が存在したのなら、

they could explain one of the greatest mysteries of the universe.

それらは宇宙の最大の謎の一つを説明できるかもしれません。

The supermassive black holes we see at the center of galaxies

私たちが銀河の中心に見ている超大質量ブラックホールは、

are just too big.

大きすぎるのです。

They shouldn't be possible.

それらは存在するはずがないのです。

Black holes born from regular supernovas

通常の超新星爆発から生まれるブラックホールは、

can be a few tens of solar masses at most.

せいぜい太陽の数十倍の質量にしかなりません。

And because of the process we explained before,

そして先ほど説明したプロセスのため、

they grow slowly after that.

その後の成長も遅いのです。

If black holes merge,

もしブラックホール同士が合体しても、

they can form slightly larger black holes

太陽の100倍を超える、

of over a hundred solar masses.

わずかに大きなブラックホールができるだけです。

It should take billions and billions of years

何十万、

to make black holes with hundreds of thousands

あるいは数百万の太陽質量を持つブラックホールを作るには、

or even millions of solar masses.

何十億年もかかるはずです。

And yet, 話の流れ

それにもかかわらず、

we know that some supermassive black holes

一部の超大質量ブラックホールは、

already had 800 million solar masses

ビッグバンからわずか6億9000万年後に、

only 690 million years after the Big Bang.

すでに8億太陽質量を持っていたことがわかっています。

Black hole stars are a sort of black hole cheat code. 慣用句

ブラックホール星は、一種のブラックホールのチートコードのようなものです。

If they formed very early in our universe

もしそれらが私たちの宇宙の非常に早い時期に形成され、

and the black holes that emerged from them

そこから出現したブラックホールが

were thousands of solar masses,

数千の太陽質量を持っていたのなら、

then they could be the seeds for supermassive black holes. 慣用句

それらは超大質量ブラックホールの種になり得たでしょう。

These seeds could take root in the center of the earliest galaxies,

これらの種は、最も初期の銀河の中心に根付き、

merging with others and drawing in enough matter

他と合体し、十分な物質を引き寄せて、

to grow quickly and reliably.

迅速かつ確実に成長できたはずです。

Very soon,

もうすぐ、

we may be able to verify their past existence.

私たちはそれらが過去に存在したことを確認できるようになるかもしれません。

The James Webb Space Telescope is turning its sensors to explore the farthest reaches of the universe, 文化背景

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡はセンサーを宇宙の最果てへ向けて探査を行い、

looking back in time, 文化背景

過去に遡って、

back to the early universe that we couldn't see before.

今まで見えなかった初期宇宙を観察しています。

So, with luck,

だから、運が良ければ、

we might be able to witness glimpses of these tragic titans

これらの悲劇の巨星たちが形成されてから破壊されるまでの、

in the brief moment between their formation and destruction.

その短い瞬間の断片を目の当たりにできるかもしれません。

Until then,

それまでは、

let's do the visual journey again,

もう一度、視覚的な旅をしてみましょう。

just for fun.

ただの楽しみのために。

Stars are big. 話の流れ

星は大きいです。

Black hole stars, bigger.

ブラックホール星は、もっと大きいです。