宇宙で最も明るい物体のいくつかはクエーサーです。物質を消費するブラックホールの代わりに、プロペラのように作用して物質を銀河に戻す強力な磁場を持つ物体が存在する可能性があります。
遠くの若い宇宙で、クエーサーは、ローカルコスモスの何にも匹敵しない輝きを放ちます。それらは光学望遠鏡では星のように見えますが、クエーサーは実際には地球から数十億光年離れた位置にある銀河の明るい中心です。
クエーサーの熱中核は、現在、超大質量ブラックホールに螺旋状に巻かれた高温ガスのディスクを含んでいると描かれています。そのガスの一部は、ほぼ光速で2つの対向するジェットで強制的に外側に排出されます。理論家は降着円盤とジェットの物理学を理解するのに苦労していますが、オブザーバーはクエーサーの心を見つめるのに苦労しています。ジェットを駆動する中央の「エンジン」は、領域が非常にコンパクトで地球の観測者が遠く離れているため、望遠鏡で研究することが困難です。
天体物理学センター（CfA）のハーバードスミソニアンセンターの天文学者ルディシルドと彼の同僚たちは、北斗七星の近くにあるおおぐま座の方向に地球から約90億光年に位置するQ0957 + 561として知られるクエーサーを研究しました。このクエーサーは、30億から40億の太陽と同じくらいの質量を含む中心のコンパクトな物体を保持しています。ほとんどの人はそのオブジェクトを「ブラックホール」と見なしますが、シルドの研究はそうではないと示唆しています。
「このオブジェクトをブラックホールとは呼びません。内部に固定された磁場が含まれ、崩壊した中央オブジェクトの表面を貫通し、クエーサー環境と相互作用するという証拠が見つかったためです。」とシルドはコメントしました。
研究者たちは、自然な宇宙レンズとの関連性のためにQ0957 + 561を選択しました。近くの銀河の重力が空間を曲げ、遠くのクエーサーの2つの画像を形成し、その光を拡大します。近くの銀河内の星や惑星もクエーサーの光に影響を与え、地球とクエーサーの間の視線に漂うと、（「マイクロレンズ」と呼ばれるプロセスで）明るさの小さな変動を引き起こします。
シルドはクエーサーの明るさを20年間監視し、14の望遠鏡を操作する観測者の国際コンソーシアムを率いて、重要な時間にオブジェクトを24時間常時監視し続けました。
「マイクロレンズを使用すると、この「ブラックホール」と呼ばれる、宇宙の端までの3分の2の方が、天の川の中心にあるブラックホールよりも詳細を識別できます。
チームは慎重な分析を通じて、クエーサーのコアに関する詳細を引き出しました。たとえば、彼らの計算はジェットが形成する場所を正確に示しました。
「これらのジェットはどこでどのように形成されますか？ 60年間の電波観測の後でも、答えはありませんでした。今では証拠が出ており、我々は知っている」とシルド氏は語った。
シルドと彼の同僚は、中央のコンパクトオブジェクトの極の真上に8,000天文単位の位置にある1,000天文単位（冥王星から太陽までの距離の約25倍）の2つの領域からジェットが噴出するように見えることを発見しました。 （天文単位は、地球から太陽までの平均距離、つまり9,300万マイルと定義されています。）ただし、その位置は、回転する超大型コンパクトオブジェクトに固定された磁力線を再接続してジェットに電力が供給されている場合にのみ予想されます。クエーサー内。周囲の降着円盤と相互作用することにより、そのような回転する磁力線は巻き上げられ、爆発的に合体し、再接続し、破壊されるまで、ますます強く巻き付けられ、ジェットに動力を与える大量のエネルギーを放出します。
「このクエーサーは、その中心の回転する超大規模コンパクトオブジェクトに内部的に固定された磁場によって動的に支配されているように見えます」とシルドは述べました。
クエーサーの内部に固定された磁場の重要性のさらなる証拠は、周囲の構造物にあります。たとえば、クエーサーに最も近い内側の領域は、物質が完全に除去されたように見えます。中央のコンパクトオブジェクトから約2,000天文単位の位置にある降着円盤の内側の端は、白熱光に加熱されて明るく輝きます。どちらの効果も、中央のコンパクトオブジェクトの回転によって引き寄せられる渦巻く内部磁場の物理的な兆候であり、「磁気プロペラ効果」と呼ばれる現象です。
観察はまた、降着円盤からの広い円錐形の流出の存在を示唆しています。中央のクエーサーに照らされた場所で、その存在を理論化したSchildのCfA同僚であるMartin Elvisにちなんで、Elvis構造と呼ばれるリング状の輪郭に輝きます。観測される流出の驚くほど大きな角度の開口部は、このクエーサーの中央コンパクトオブジェクト内に含まれる固有磁場の影響によって最もよく説明されます。
これらの観察に照らして、Schildと彼の同僚、Darryl Leiter（Marwood Astrophysics Research Center）およびStanley Robertson（Southwestern Oklahoma State University）は、磁場はクエーサーの中心の超巨大コンパクトオブジェクトに固有であるという論争の的となっている理論を提案しました。ほとんどの研究者が考えているように、降着円盤の一部であるだけではありません。確認されれば、この理論はクエーサー構造の革命的な新しい絵につながるでしょう。
「私たちの発見は、ブラックホールの受け入れられた見方に異議を唱えています」と、ライターは述べました。 1998年にインドの天体物理学者Abhas Mitraによって最初に作られた名前の変形である「磁気圏の永遠に崩壊する物体、またはMECOs」という新しい名前を提案しました。「50年前の天体物理学者は現代の理解にアクセスできませんでしたアインシュタインの元の相対性方程式の新しいソリューションの背後にある量子電気力学の。」
この研究は、質量とスピンに加えて、クエーサーの中央のコンパクトオブジェクトが、ブラックホールのようなよりも、高度に赤方偏移したスピン磁気双極子のような物理的特性を持っている可能性があることを示唆しています。そのため、ほとんどの接近物は永遠に消えるのではなく、モーターのような回転磁場を感じ、スピンアウトします。この理論によれば、MECOにはイベントの地平線がないため、磁気プロペラによって到達できるすべての物質は徐々に減速され、MECOの高度に赤方偏移した表面で停止します。遠くの観察者に。その信号は観測が非常に難しく、Q0957 + 561からは検出されていません。
この研究は、Astronomical Journalの2006年7月号に掲載され、http：//arxiv.org/abs/astro-ph/0505518からオンラインで入手できます。
マサチューセッツ州ケンブリッジに本社を置くハーバードスミスソニアン天体物理学センター（CfA）は、スミソニアン天体物理天文台とハーバードカレッジ天文台の共同研究機関です。 CfAの科学者は、6つの研究部門に編成され、宇宙の起源、進化、究極の運命を研究しています。
元のソース：CfAニュースリリース
