天文学者たちは宇宙で最も強力な風を発見した。超大質量ブラックホールによって発生され、銀河の物質を押し流しながら星間空間に波紋を広げており、クエーサー津波として知られているという。
「これほどの機械的エネルギーを運ぶ現象は他にはない」と、風に関する研究論文の筆頭著者で、米国バージニア工科大学(バージニア工科大学)の物理学教授、ナフム・アラヴ氏は語る。
「これらの流出が運ぶ機械的エネルギーの量は、天の川銀河全体の明るさの最大数百倍です。」
宇宙で記録されている最もエネルギーの高い現象の一つであるガンマ線バーストは脇に置いておきましょう。クエーサー津波は長期的にはより多くのエネルギーを生み出します、とアラヴ氏は説明します。「1000万年という寿命の中で、これらのアウトフローはガンマ線バーストの100万倍ものエネルギーを生み出します。」
クエーサーは、巨大銀河の奥深くに埋め込まれた、極めて明るい遠方天体です。超大質量ブラックホールがガスを飲み込むと、落下する物質は円盤状に圧縮されます。この渦巻構造は摩擦力によって加熱され、強力な電磁放射を放射します。
結果として生じる放射圧は、銀河の中心から物質を押し出し、時速数千万マイル(約6000万キロメートル)の速度まで加速する風を生み出します。研究チームは、3年間で時速約4300万マイル(約7400万キロメートル)から時速約4600万マイル(約7400万キロメートル)に加速したアウトフローを発見しました。研究チームは、この速度は時間とともにさらに加速すると予測しています。
風が周囲のガスに吹き込むと、さざ波の衝撃波面は灼熱の温度に達し、X線を放射します。X線は徐々に可視光線と赤外線へと変化していきます。その輝きは銀河の様々な場所を照らします。「まるで銀河一面にクリスマスツリーが飾られたような、巨大な光のショーになるでしょう」とアラヴ氏は言います。
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クエーサー津波は、宇宙にきらめく光のショーを繰り広げるだけではありません。巨大銀河がなぜそれほど稀なのか、銀河内のブラックホールの質量と銀河自体の質量との間に奇妙な関連性がある理由など、長年の宇宙の謎を解き明かす可能性があります。その破壊的な性質によって星形成が阻害され、銀河の維持に必要な資源が消滅してしまう可能性もあります。
科学者たちは、13個のクエーサー風を研究する中でこの現象を発見しました。NASAのハッブル宇宙望遠鏡を用いて、アウトフローの速度を測定することに成功しました。搭載された分光器はガス分子の化学的特徴を測定しますが、クエーサー風が分子を加速するため、観測結果にはドップラーシフトが生じます。このドップラーシフトにより、クエーサー津波の速度を推定することが可能になります。
「ハッブル宇宙望遠鏡の紫外線観測により、低温のガスから、より質量の大きい風の中の極めて高温で高度に電離したガスまで、クエーサーから放出されるエネルギーの全範囲を追跡することが可能になった」と、論文の共著者でメリーランド州にある宇宙望遠鏡科学研究所の科学者、ジェラルド・クリス氏は述べた。
これまでは、これらははるかに困難なX線観測によってのみ観測可能でした。このような強力な流出は、中心にある超大質量ブラックホールの成長とそのホスト銀河全体の発達との関連性について新たな知見をもたらす可能性があります。®