写真： NASAによると、遠く離れた活動銀河の明るい中心部が暗くなっている原因は、銀河の中心にある超大質量ブラックホールの予期せぬ行動によるものかもしれない。
悪いガス…ブラックホールの想像図
科学者たちは、ハッブル宇宙望遠鏡を含むNASAとESAの宇宙観測衛星を利用し、昨年、銀河NGC 5548の中心で奇妙な現象が起きていることに気づきました。彼らは現在、この奇妙な暗闇は、ブラックホールから強力なガス風が高速で吹き出すことを可能にする、長らく予測されてきた遮蔽プロセスの初めての直接的な証拠であると考えています。
「ハッブル宇宙望遠鏡による2011年の最後の観測以来、劇的な変化があった」と宇宙望遠鏡科学研究所のチームメンバー、ジェラルド・クリス氏は語った。
「これは、超大質量ブラックホールがホスト銀河とどのように相互作用するかを理解する上で画期的な出来事です」と、研究チームを率いたオランダ宇宙研究所（SRON）のジェレ・カアストラ氏は付け加えた。「私たちは非常に幸運でした。通常、このような天体でこのような現象は観測されません。」
「この発見は、活動銀河の核にある超大質量ブラックホールが大量の物質を放出することを可能にする強力な電離風について、より深く理解するものです。NGC 5548よりも大きなクエーサーでは、これらの電離風がブラックホールとその母銀河の両方の成長を制御している可能性があります。」
これらの強力なガス流は、長い過程を経て形成されます。物質がブラックホールに渦を巻いて落ちていくと、降着円盤と呼ばれる平らな円盤が形成されます。この円盤は非常に高温になるため、ブラックホールの周囲にはX線が、さらに外側にはエネルギーの低い紫外線が放射されます。紫外線は、本来ブラックホールに落ち込むはずだったガスの一部を吹き飛ばすほどの強力な風を生み出す可能性がありますが、これはガスの起源がX線から遮蔽されている場合に限ります。
科学者たちはこれまでにも、ブラックホールから遠く離れた温かいガスにX線と紫外線の両方が及ぼす影響を観測してきましたが、今回は円盤と元の雲の間に新たなガス流を発見しました。このガス流は、X線が元の雲に到達する前にほとんどのX線を吸収し、紫外線だけを残しています。また、降着円盤に近いガスを遮蔽することで、強い風の発生を可能にしています。
「新たな風は時速1800万キロメートルに達するものの、持続風よりも核にずっと近い位置にあります」とカアストラ氏は述べた。「新たなガス流出は、ブラックホールのすぐ近くから来る低エネルギーX線の90%を遮り、ブラックホールから数光日の距離にある紫外線放射領域の最大3分の1を覆い隠します。」
銀河 NGC 5548。クレジット: ESA/ハッブルおよび NASA。謝辞: Davide de Martin。
この遮蔽により、原子核から遠く離れた持続風は受ける放射線が少なくなり、冷却されます。
「この冷却により、ハッブル宇宙望遠鏡による風のスペクトルに新たな特徴が現れます。これらの特徴により、最も強い持続的な風の成分の位置を正確に特定することが可能になります」と、共著者のナフム・アラヴ氏は述べた。
通過する雲は、イオン化ガスによるこの種の強力なX線吸収について以前にも見られてきたもう一つの可能性だが、XMM-ニュートンとハッブルのデータと、スウィフト、NuSTAR、チャンドラ、インテグラルからの情報を組み合わせることで、これは核に非常に近いところから流出するガスの高速流であると科学者たちは確信した。
「これは降着円盤から発生した可能性がある」とチームメンバーのピエール・オリビエ・ペトルッチ氏は付け加えた。
この活動を研究することで、超大質量ブラックホールとその母銀河の相互作用に関する新たな知見が得られる可能性があります。「NGC 5548の超大質量ブラックホールからの高速かつ長寿命のアウトフロー」と題された研究の全文は、Science誌に掲載されました。®
