宇宙：銀河M82にある太陽の400倍の質量を持つブラックホール

M82 X-1は、銀河M82にある最も明るいX線源で、非常に大きな光度と変動特性のため、中質量（太陽質量の100～10,000倍）のブラックホールであると考えられている。一方で、その質量は太陽質量の20倍程度にすぎない可能性があると主張しているモデルもある。今までの質量推定は、内在的不定性が大きい低周波側の特徴的な時間スケールを使ったスケーリング則に基づいていた。恒星質量のブラックホールに対して、3:2の周波数比で起こるX線放射の高周波側の準周期的振動（100～450 Hz）は安定しており、かなり小さな分散でブラックホールの質量と周波数が逆比例してスケールされることが知られている。そのため、このような安定した振動の発見から、中質量程度のブラックホールの質量を決定するあいまいさの少ない別の手段が得られる可能性があるが、これまで実現されていなかった。本論文では、3.32 ± 0.06 Hzと5.07 ± 0.06 Hzの周波数におけるM82 X-1起源の安定した2つのピーク（3:2の周波数比）のX線準周期的振動について報告する。恒星質量のブラックホールに対して成り立つ質量逆比例スケーリング則を外挿できると仮定して、M82 X-1のブラックホール質量を太陽質量の428 ± 105倍と見積もった。さらに我々は、相対論的歳差モデルを使って質量を推定し、太陽質量の415 ± 63倍という値が得られた。

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