はるか遠くの銀河の中心核はTIEファイターのように見える

はるか遠くの銀河の中心核はTIEファイターのように見える

この遥か彼方の宇宙空間は、直径35光年を誇るスターウォーズのTIEファイターか、あるいは様々な興味深い天文データを噴出する活動銀河核のどちらかだ。どちらとも言えない。

TXS 0128+554、あるいは単にTXS 0128と呼ばれる若く活発な銀河核は、特定の無線周波数で観測すると、TIEファイターに不思議なほど類似した姿を呈します。『スター・ウォーズ』ファンにとっては、この観測自体が興味深いものですが、5億光年離れたこの激しく渦巻く核は、活動銀河の核で物事がいかに急速に変化し得るかを示しています。

活動銀河は、通常の銀河とは異なり、その恒星の体積から予想されるよりも多くの可視光線を放出するだけでなく、電波、X線、ガンマ線などの光も放出します。これらの銀河の過剰な活動は、超大質量ブラックホール近傍の領域に起因しています。TXS 0128はその一例で、中心のブラックホールはガスと塵からなる過熱した降着円盤に囲まれています。

活動銀河核のアーティストによる解釈。垂直から見た場合 (左)、および地球から斜めから見た場合 (右)。
活動銀河核のアーティストによる解釈。地球から垂直に見た状態(左)と、地球から斜めに見た状態(右)。画像:NASAゴダード宇宙飛行センター

数年前、NASAのフェルミ・ガンマ線宇宙望遠鏡は、TXS 0128から漏れ出ている、最もエネルギーの高い光であるガンマ線の微量な痕跡を検出しました。この現象に興味をそそられた天文学者チームは、超長基線干渉計(VLBA)とNASAのチャンドラX線観測衛星を用いて、TXS 0128を様々な波長で観測するプロジェクトを立ち上げました。この研究成果は、パデュー大学の天文学者マシュー・リスター氏が率いるプロジェクトの一環として、最近、天体物理学ジャーナルに掲載されました。

「初めてこの結果を見た時、すぐに『スター・ウォーズ エピソード4/新たなる希望』に登場するダース・ベイダーのTIEファイター宇宙船のようだと思いました」とリスター氏はNASAのプレスリリースで説明した。「楽しい驚きでしたが、異なる電波周波数で観測されたことで、活動銀河が数十年という時間スケールでどのように劇的に変化するかについて、より深く理解することができました。」

超長基線アレイによって測定された 6 つの電波波長における TXS 0128 の外観の変化を示すアニメーション。
超長基線干渉計(VLTNA)によって測定された6つの電波波長におけるTXS 0128の出現の変化を示すアニメーション。画像:NRAO/NASAゴダード宇宙飛行センター

活動銀河のごく一部は、一対の高エネルギージェットを発生させることが知られています。ジェットは相対論的な速度で粒子を宇宙空間に噴出します。これらのジェット内の物質は、外側の物質に遭遇すると最終的に減速し、ブラックホールに向かって逆流します。この効果により、超大質量ブラックホールの両側に高速で移動する粒子で満たされた一対のローブが形成され、TIEファイターのような外観の翼を形成しています。

この新たなデータにより、リスター氏とその同僚はTXS 0128を複数の無線周波数で観測し、その特徴を明らかにすることができました。ローブは私たちの視点から見るとわずかに角度がずれているため、流出するジェットは直接私たちに向けられていません。これが、この天体がガンマ線に対して弱く見える理由を説明できると考えられます。

重要なのは、活動核の見かけの形状は、それを観測するために使用される無線周波数によって決まるということだ。NASA は次のように説明している。

FMラジオの最大放送周波数の約21倍にあたる2.3ギガヘルツ(GHz)では、銀河は不定形の塊のように見えます。TIEファイターの形状は6.6GHzで現れ、15.4GHzでは銀河の中心核とローブの間に明確な電波放射の隙間が現れます。

リスター氏のチームは、TXS 0128の活動の停滞がこの隙間を作ったのではないかと推測しています。地球からの観測によると、この銀河のジェットは約90年前に始まり、約50年後に停止し、連結されていないローブを残しました。そして約10年前、ジェットは再び活発化し、中心核に近いところで見られる放射を生み出しました。これらの活動期の突然の始まりの原因は未だ解明されていません。

おもしろい事実として、この構造物の長さは約 35 光年ですが、私たちはそれを斜めから見ているので、各 TIE ファイターの翼から発せられる光は、宇宙の歴史における異なる時点から私たちに届いています。

https://gizmodo.com/and-now-a-galaxy-that-looks-just-like-a-dolphin-626309575

「現実世界の宇宙は3次元ですが、私たちが宇宙を見渡すと、通常は2次元しか見えません」と、論文の共著者でありデニソン大学の天文学者ダニエル・ホーマン氏はプレスリリースで説明した。「今回の場合、銀河の角度が私たちの視点から見て、遠い方のローブからの光は、近い方のローブからの光よりも数十光年長く地球に届くため、私たちは幸運です。つまり、私たちは遠い方のローブを、その進化の初期段階で見ているということです。」

すごいですね!この新しい論文は、天体をできるだけ多くの方法で観測することの価値を強調しており、今回のように、私たちに予想外の視点を提供してくれます。

Tagged: