ハッブル宇宙望遠鏡、ブラックホールからのジェット噴流が星の爆発を引き起こすことを明らかに

ハッブル宇宙望遠鏡、ブラックホールからのジェット噴流が星の爆発を引き起こすことを明らかに

宇宙には、ブラックホール以上に素晴らしいものがあるでしょうか?ブラックホールとは、物質が密集し、自らの重力で崩壊してしまうほどのジェットを噴き出す幻想的な時空領域です。実は、ブラックホールのジェットの中には、恒星の爆発を引き起こすものもあるようです。

これらの星はジェットの直進路上にはないものの、光速に近い粒子ビームに十分近いため、爆発を引き起こします。問題の星は白色矮星、つまり伴星から水素を吸収して燃え尽きた恒星の殻です。矮星の表面に約1マイル(約1.6キロメートル)の厚さの水素層が形成されると、その層は恒星から爆発し、このサイクルが繰り返されます。

「何が起こっているのかは分からないが、とにかく非常に興奮する発見だ」と、スタンフォード大学の天体物理学者で、この現象を描写した新たな研究論文の主著者であるアレック・レッシング氏は、ESAの発表の中で述べた。

天体物理学ジャーナル誌に掲載予定で、現在プレプリントサーバーarXivで公開されている最近の研究で、研究チームはM87銀河の135個の新星を研究しました。M87は、中心に同名の超大質量ブラックホールを擁しています。M87は太陽の65億倍の質量を持ち、2019年にイベント・ホライズン・テレスコープ・コラボレーション(EVT)によって直接撮影された初めてのブラックホールです。

研究チームは、M87の3000光年にも及ぶプラズマジェットの近くで、銀河の他の場所と比べて2倍の数の新星が噴出していることを発見した。ハッブル宇宙望遠鏡はM87のジェットを直接撮影しており、下の画像では青い光で詳細に捉えられている。画像では比較的穏やかに見えても、距離が遠いため、実際にはそうではない。これは超高温で光速に近い速度で動く粒子が長く伸びた触手のようなものであり、何らかの形で星の噴出を引き起こしているのだ。

M87から噴出するプラズマジェットのハッブル宇宙望遠鏡画像。
ハッブル宇宙望遠鏡によるM87から噴出するプラズマジェットの画像。画像提供:NASA、ESA、A. Lessing(スタンフォード大学)、E. Baltz(スタンフォード大学)、M. Shara(AMNH)、J. DePasquale(STScI)

これまでの研究者らはジェットの付近でより多くの活動があると示唆していたが、ハッブルの広視野カメラによる新たな観測で、より多くの新星が明るくなっていることが明らかになり、新星が表面層から水素を吹き上げていることが示唆された。

「ジェットは、周辺地域に漂う恒星系に何らかの影響を与えています。おそらくジェットが何らかの形で水素燃料を白色矮星に吹き付け、より頻繁に噴火を引き起こしているのでしょう」とレッシング氏はプレスリリースで述べています。「しかし、それが物理的な押し出しによるものかどうかは明らかではありません。ジェットから発せられる光の圧力による影響かもしれません。水素の放出速度が速ければ、噴火速度も速まるのです。」

ハッブル望遠鏡が新たに撮影したM87の画像は、ハッブル宇宙望遠鏡に搭載された新型カメラのおかげで、これまでで最も深い位置から撮影されたものとなっている。研究チームは論文の中で、観測結果が偶然によるものである可能性は0.1%から1%程度あると述べているものの、ほとんどの兆候は、このジェットが何らかの形で恒星の噴出を触媒していることを示唆している。

ブラックホールジェットにとって、今はまさに絶好の時期です。ブラックホールジェットは、その卓越した物理特性にもかかわらず、ブラックホールを論じる際に見過ごされがちです。つい先週、別の研究チームが、これまでで最長のブラックホールジェットを発見したと発表しました。このジェットはブラックホールから約2300万光年も伸びています。つまり、このブラックホールジェットは、天の川銀河を140個並べた長さに匹敵するのです。

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