数億光年の距離にある巨大なブラックホールが、へびつかい座という銀河団の中心にあります。ブラックホールは周囲の物質を吸い込むことで有名ですが、ジェットで物質を追い出すこともあります。このブラックホールは、膨大な量の物質が放出されたときに作成された、想像を絶するほど強力な爆発の場所です。
「ある意味では、この爆風は山の噴火に似ています。 1980年のセントヘレンズは山の頂上を引き裂きました。」
Simone Giantucci、主執筆者。
へびつかい座銀河団は約3億9千万光年離れています。銀河団の中心には、超巨大ブラックホールのある銀河があります。チャンドラX線天文台とESAのXMMニュートン宇宙船からのデータを使用する天文学者は、ブラックホールの爆発を見ました。また、オーストラリアのマーチソンワイドフィールドアレイ（MWA）とインドの巨大メトロ波電波望遠鏡（GMRT）からの電波観測も使用しました。
この作業の背後にあるチームは、その結果をThe Astrophysical Journalに発表しました。彼らの論文のタイトルは「へびつかい座銀河団の巨大電波化石の発見」です。この論文の筆頭著者は、ワシントンDCにある海軍研究所のSimona Giacintucciです。
「ある意味では、この爆風は山の噴火に似ています。ヘレンズは1980年に山の頂上を引き裂きました」 「主な違いは、15個の天の川銀河をクレーターに一列に並べることができることです。この噴火は、クラスターの高温ガスに押し込まれました。」
爆発によってできた穴は電波化石と呼ばれています。ブラックホールから爆発して周囲の物質と衝突する過熱物質のジェットまたはビームによって、空間の外に彫られています。これらのジェットは、天文学者が「摂食」しているブラックホールによって放出されるアクティブな銀河核、つまりAGNと呼ばれるものの結果です。この場合、切り分けられた領域は、その領域のチャンドラ画像で異常な湾曲したエッジとして最初に発見されました。これは2016年の論文で最初に報告されました。
その論文の著者は、ブラックホールがこの湾曲したエッジを生み出すことができるかどうか疑問に思いましたが、ブラックホールはそれほど強力ではないと考えて、その考えを無視しました。その論文で、彼らは「この機能は合併に関連するガスの力学によるものである可能性が高いと結論付けている」と述べた。
この新しい論文では、著者は異なる結論に達しました。 「したがって、それは銀河団で見られる最も強力なAGN爆発の非常に古くなった化石のようです。」
爆発のエネルギー量は驚異的です。以前の記録保持者の5倍、一般的なクラスターの数十万倍のエネルギーを放出しました。
ラベル付きバージョンの十字は、中央の銀河がどこにあるかを示しています。最も冷たく密度の高いガスは、中心の銀河から約6500光年離れた場所にあります。この画像では、中央の銀河の位置を特定するために使用された十字架よりも小さい領域と、爆発の発生源に対応しています。興味深いのは、ガスが発生源からそれほど遠くに移動した場合、発生源のブラックホールからその成長のために燃料が奪われることです。それが今度はジェット機を止めるでしょう。
この新しい論文によると、まさにそれが起こったのです。 「AGNは現在、ガス密度のピークがコアのスロッシングによって置き換えられているため、低温ガスの付着が不足しています」と著者らは述べています。 「スロッシング自体は、非対称ガスコアで発生した場合、この異常な爆発によって引き起こされた可能性があります。この恐竜は、銀河団の低頻度の調査によって明らかにされるべき新しいクラスのソースの初期の例かもしれません。」
天文学者は「スロッシング」という用語を使用してガスの置換を説明します。コンテナ内で液体が揺れ動くのに似ています。スロッシングは通常、2つの銀河団が融合することによって引き起こされますが、天文学者はこの場合、爆発が原因であると考えています。
以前の2016年の論文はChandra X線データのみに基づいていましたが、新しい論文はESAのXMM NewtonからのX線データを使用して、異常な湾曲した特徴を特定し、それを裏付けました。また、2つの観測所からの無線データを使用して、地域をさらに調査しました。そのデータは、湾曲したエッジが実際に巨大な無線化石の穴のエッジであることを確認しました。これの鍵となるのは、穴の外での電波放出であり、これは相対論的速度に近づきました。合併はそれを行うことができませんでした。材料の大規模な爆発のみが可能でした。
メリーランド州グリーンベルトにあるNASAのゴダード宇宙飛行センターの共著者であるマキシムマルケビッチ氏は、「無線データは手袋をした手のようにX線の内部に収まる」と述べた。 「これは、ここで前例のないサイズの噴火が起こったことを私たちに告げるクリンチャーです。」
噴火は今や過去にあり、天文学者はブラックホールからのAGN活動の継続の証拠を見ることができません。これは、独自の巨大なバブルの内部にあるブラックホールを示すデータと一致します。
「天体物理学ではよくあることですが、仕事での物理的プロセスを真に理解するためには、多波長観測が本当に必要です」とオーストラリアの国際電波天文学センターの共著者であるメラニージョンストンホリットは述べました。 「X線望遠鏡と電波望遠鏡からの情報を組み合わせることで、この異常な情報源が明らかになりましたが、このオブジェクトがもたらす残りの多くの疑問に答えるには、さらに多くのデータが必要になります。」
もっと：
- プレスリリース：ブラックホール発見による記録破りの爆発
- スペースマガジン：アクティブな銀河核とは何ですか？
- 研究論文：へびつかい座銀河団における巨大電波化石の発見
