ESAのXMM-ニュートンが失われた物質の巨大なフィラメントを発見

天文学者たちは、銀河の10倍の質量を持つ高温ガスのフィラメントを発見した。このフィラメントは、宇宙の「失われた」物質の少なくとも一部が潜んでいる可能性のある場所を説明できる可能性があると彼らは考えている。

宇宙に存在する「通常の」物質の3分の1は「行方不明」だ。科学者の宇宙モデルが仮説通りに機能するためには、この物質が必要だが、発見は困難であることが判明している。この物質は、バリオン物質と呼ばれる通常の物質である（バリオンには、目に見える宇宙を構成する陽子や中性子などの素粒子が含まれる。暗黒物質や暗黒エネルギーと混同しないように）。物理学者は、暗黒物質とバリオン物質の質量比を5対1としている。つまり、宇宙に存在する物質のうち、通常の物質は約15～16%に過ぎないということだ。また、最近のNature Astronomy誌の論文によると、「バリオンのごく一部だけが恒星や銀河内の星間物質に存在する」という。

しかし、科学者たちは、このとらえどころのない物質は、空間の隙間をつなぐガスの長い紐、つまりフィラメントの中に見つかるかもしれないと示唆している。

欧州宇宙機関（ESA）は、「これまでにもフィラメントは発見されているが、その特性を見分けるのは難しい。通常、フィラメントは微弱なため、近くにある銀河やブラックホール、その他の天体から発せられる光と区別することが難しい」と述べている。

しかし、ESAのXMM-ニュートンと宇宙航空研究開発機構（JAXA）のすざくX線宇宙望遠鏡のデータにより、天文学者たちは4つの銀河団を結ぶ巨大な高温ガスのフィラメントを発見した。

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フィラメントは、天の川銀河の約 10 倍の質量を持ち、長さは 2,300 万光年 (天の川銀河を端から端まで約 230 回横断するのに相当) に及び、温度は 1,000 万度を超えます。

銀河団の間に伸びる高温ガスの一本のフィラメントを発見し、正確に特徴づけることは、まさに偉業と言えるでしょう。「私たちの研究結果は、主要な宇宙モデルで観測されているものと初めてほぼ一致しました。これは前例のないことです」と、オランダのライデン天文台の主任研究者コンスタンティノス・ミグカス氏は述べています。「シミュレーションは最初から正しかったようです。」

ESAは、「この発見は、私たちの周囲にあるあらゆるものの構造の基盤となっている、目に見えない広大な糸状のクモの巣である『宇宙のウェブ』の本質にも光を当てている」と指摘した。

JAXAのX線望遠鏡「すざく」は2015年に科学ミッションを終えましたが、XMM-Newtonは打ち上げから四半世紀以上も運用を続けています。これは、設計者とミッションを遂行したエンジニアたちの努力の成果です。ESAによると、「すざく」はフィラメントから発せられる微弱なX線光を宇宙の広い領域にわたって観測し、XMM-Newtonはフィラメント内に存在するX線干渉源、すなわち超大質量ブラックホールを非常に正確に特定しました。

「この研究は望遠鏡間の協力の素晴らしい例であり、宇宙の網の目の微かなフィラメントから発せられる光を見つける方法の新たな基準を作り出す」とESAのXMMニュートンプロジェクト科学者ノルベルト・シャルテル氏は述べた。

シャルテル氏はレジスター紙に対し、XMMニュートンが以前にもこの物質の証拠を発見していたが、「そこでは吸収で失われた物質を発見し、今度は放射で発見した」と語った。

シャルテル氏は、さらなるフィラメントの観測は困難だろうと付け加えたが、「そのようなフィラメントを観測するという具体的な目的を持った」将来のX線衛星の構想があることを指摘した。®