天文学者たちは初期宇宙で巨大な電波ジェットを発見した。これは当時知られている中で最大のものだという。
このジェットは少なくとも20万光年の長さがあり、天の川銀河の幅の2倍に相当します。このジェットは、宇宙が現在の約137億7000万年の10%にも満たない時期に形成されました。このジェットは宇宙史上最大のものではありませんが、その大きさと驚くべき年齢は、宇宙で最も異質な天体の一つであるこれらのジェットの起源について疑問を投げかけています。このジェットについての研究は、本日、 The Astrophysical Journal Letters誌に掲載されました。
「最も強力なジェットは、最も質量の大きいブラックホール、あるいは理論限界に近いほど物質を大量に集積しているブラックホールから発生する可能性があるという考えがあります」と、NOIRLabの天文学者でこの研究の筆頭著者であるアニーク・グルーデマンズ氏は、ギズモードへのメールで述べています。「そのため、この新たに発見されたジェットには、並外れたブラックホールが存在するのではないかと予想していましたが、実際にはそうではありませんでした。」
電波ジェットは近傍宇宙ではよく見られる天体ですが、初期宇宙では非常に稀で、少なくともあまり知られていません。最近研究されたこのジェットは、J1601+3102と呼ばれるクエーサー、つまり高エネルギーの銀河核から噴出しています。天文学者たちは、このジェットを低周波アレイ（LOFAR）望遠鏡のデータで初めて特定し、その後、ジェミニ近赤外線分光器（GNIRS）とホビー・エバリー望遠鏡による観測によって、ジェットとその源であるクエーサーの詳細情報を収集しました。
下の写真では、宇宙がまだ12億年も経っていなかった頃、赤い斑点であるクエーサーから噴出するジェットが見られます。問題のクエーサーは比較的小さく、太陽の質量のわずか4億5000万倍です。そのため、ジェットの極端さは、比較的控えめな母天体と比較すると驚くべきものです。
画像処理: M. Zamani (NSF NOIRLab)
NOIRLabの発表によると、これまで遠い過去に大規模な電波ジェットがほとんど見られなかったのは、宇宙マイクロ波背景放射のノイズが電波光をかき消してしまうためである可能性がある。研究チームがこのジェットを観測できた唯一の理由は、その年代の割に巨大だったことだ。
ポルフィリオンと呼ばれる巨大構造を形成する、これまでで最大のジェットは昨年発見され、その長さは2300万光年です。これはJ1601+3102のジェットの10倍以上の大きさです。もしポルフィリオンのジェットが地球と同じくらいの幅しかないとしたら、そのエネルギー源であるブラックホールはアメーバほどの大きさになるでしょう。しかし、グルーデマンス氏のチームが観測できるのは、J1601+3102のジェットが初期宇宙のこの瞬間に現れている姿だけです。
「このジェットは124億年前の時点で観測されたため、時間の経過とともに大きくなっているはずです。ポルフィリオンは約75億光年の距離にある非常に巨大な巨星です」とグルーデマンス氏は述べた。「今回発見されたジェットは、ポルフィリオンの2300万光年の大きさには遠く及びませんが、宇宙の歴史の初期に既に巨大な電波ジェットが存在していたという証拠となります。」
ポルフィリオンを研究した研究者たちは、このような大規模なジェットが、そのホスト銀河やその近くの銀河の成長に影響を与える可能性が高いと推測した。
ジェットが周囲の環境によってどのように形成され、どのように形作られるのかなど、多くの謎が残されています。また、どのような巨大天体がどのような種類のジェットを発生させるのか、そしてジェットはどれほど大きくなるのかについても、まだ結論が出ていません。天文学者たちがより多くの観測データを集めるにつれて（スクエア・キロメートル・アレイのような新しい観測装置が彼らの探索を助けるでしょう）、これらの極限天体の驚くべき多様性とその起源が明らかになるかもしれません。
