高エネルギーのガスを噴射して複数の銀河にわたって星を育てるブラックホールが発見される

by 12019

非常に強い重力を持つブラックホールは周囲の星を飲み込み、光すらも脱出することができない天体として知られています。一般的にブラックホールは星を崩壊させるものと考えられていますが、研究者は「複数の銀河にまたがって星の形成を促進する働きを持つブラックホール」を発見したと報告しました。

[1909.00814] Discovery of a galaxy overdensity around a powerful, heavily obscured FRII radio galaxy at z=1.7: star formation promoted by large-scale AGN feedback?
https://arxiv.org/abs/1909.00814

The black hole that helps baby stars grow instead of destroying them - CNN
https://edition.cnn.com/2019/11/27/world/black-hole-baby-stars-scn/index.html

ある時、複数の天文学者からなる研究チームは、遠く離れた宇宙において100万光年にわたって広がる高エネルギー粒子のジェットを観測しました。研究チームはこのジェットをアメリカ航空宇宙局(NASA)のチャンドラX線観測衛星などを用いて追跡調査し、ジェットの源が地球から99億光年離れた銀河の中心にあるブラックホールであることを突き止めたそうです。

ブラックホールは周囲の天体やガスを吸い込むものですが、同時に光速に近い速度で強力なジェット噴射を行っていることも知られています。このブラックホールによるジェット噴射は、宇宙最大級の高エネルギー現象だとのこと。

チャンドラX線観測衛星は、ジェットの先端付近においてX線の雲が形成されていることを検出。これは、ジェット内の粒子がほかの物質と混ざり合い、高温になったガスの泡が過熱された際の残骸だそうです。研究チームは高温になったガスの泡は大きく膨張し、ブラックホールの周囲に隣接する4つの銀河をジェットと共に横切ったと見ています。

by NASA Goddard Space Flight Center

高エネルギージェットの高温ガスが銀河を移動する際に発生する衝撃波は、銀河内の低温ガスを圧縮する効果をもたらすとのこと。星が形成される際には温度の低いガスが収縮する必要があるため、研究チームはブラックホールが噴出する高エネルギージェットが星を形成する手助けをしたと主張しています。研究チームによると、今回発見されたブラックホールが噴出した高エネルギージェットが横切った銀河では、星が形成される確率が2～5倍ほど高くなったと考えられるそうです。

ブラックホールが放出するジェットが高温の泡を作り出し、結果として低温ガスを生み出して星の誕生を促進するという事例は、過去にもアルマ望遠鏡の観測で確認されていました。一方、過去の発見ではジェットが広がる距離は数万光年程度であり、複数の銀河にまたがって星の形成を促すケースは今回の発見が初とのこと。また、以前の例では星の形成確率がせいぜい30％ほど上昇するに過ぎず、今回の「星を形成する確率が2～5倍上昇する」という結果は、非常にまれなケースだといえます。

論文の著者であるボローニャ国立天体物理学研究所のRoberto Gilli氏は、「ある銀河のブラックホールが、遠く離れた別の銀河における星の形成に影響を及ぼすことは驚きです」と、今回の発見について感想を述べました。

by NASA Goddard Space Flight Center