観測可能な宇宙は非常に大きな場所で、直径は推定910億光年です。その結果、天文学者は遠くの物体を見るために強力な機器に頼らざるを得ません。しかし、これらは時々制限され、重力レンズとして知られている技術と組み合わせる必要があります。これには、物質（銀河または星）の大きな分布に依存して、遠くの物体からの光を拡大することが含まれます。
この技術を使用して、カリフォルニア工科大学（Caltech）のオーエンスバレー電波観測所（OVRO）の研究者が率いる国際チームは、遠方の銀河（PKS 1413 +として知られている）の超巨大ブラックホールから噴出する高温ガスのジェットを観測できました135）。この発見は、超大質量ブラックホール（SMBH）の中心から頻繁に検出される高温ガスの種類について、これまでで最高の見解を提供しました。
調査結果は、8月15日号に掲載された2つの研究で説明されています。 天体物理ジャーナル。 どちらも、カルテックミリカン博士研究員であるハリッシュヴェダンサムが率い、Anthony Readheadが率いる国際プロジェクトの一部であり、ロビンソン天文学教授、OVROディレクターを務めていました。
このOVROプロジェクトは2008年から活動しており、40メートルの望遠鏡を使用して、約1,800の活動中のSMBHとそれぞれの銀河を週に2回観測しています。これらの観測は、NASAのフェルミガンマ線宇宙望遠鏡をサポートするために行われました。NASAは、同じ期間にこれらの銀河とそのSMBHについて同様の研究を行っています。
チームが2つの研究で示したように、これらの観察は、超大質量ブラックホールから定期的に放出される物質の塊への新しい洞察を提供し、重力レンズ研究の新しい可能性を開いています。ベダンサム博士が最近のカルテックの報道声明で指摘したように：
「ブラックホールジェットに沿って流れるこれらの材料の塊の存在、およびそれらが光速に近い速度で移動することを知っていますが、それらの内部構造またはそれらがどのように発射されるかについてはあまり知られていません。このようなレンズシステムでは、ブラックホールの中央エンジンに近い塊を、以前よりもはるかに詳細に見ることができます。」
すべての大きな銀河は、銀河の中心にSMBHを持っていると考えられていますが、すべての銀河に高温ガスのジェットが付随しているわけではありません。そのようなジェットの存在は、アクティブ銀河核（AGN）と呼ばれるものに関連付けられています。銀河の中心にあるコンパクトな領域で、ラジオ、マイクロ波、赤外線、光学、紫外線など、多くの波長で特に明るくなります。 X線およびガンマ線放射。
これらのジェットは、SMBHに向かって引っ張られている材料の結果であり、その一部は最終的に高温ガスの形で噴出されます。これらのストリーム内の物質は光速に近い速度で移動し、ストリームは100万から1000万年の範囲の期間アクティブです。ほとんどの場合、ジェットは比較的一貫していて、数年ごとに、熱い物質の追加の塊を吐き出します。
2010年に戻ると、OVROの研究者たちは、PKS 1413 + 135の無線放射が1年の間に増光、減光、そして再び増光したことに気づきました。 2015年、彼らは同じ行動に気づき、詳細な分析を行いました。他の考えられる説明を除外した後、全体的な明るさの増加は、ブラックホールから排出された2つの高速な材料の塊が原因である可能性が高いと結論付けました。
これらの塊はジェットに沿って移動し、観測に使用していた重力レンズの後ろを通過すると拡大しました。この発見は非常に偶然であり、長年の天文学研究の結果でした。カルテックの上級研究科学者であり、論文の共著者であるティモシーピアソンは、次のように説明しています。
「膨大な数の銀河を観察して、重力レンズの存在を示す対称的な輝度の低下があるこの1つのオブジェクトを見つけました。現在、他のすべてのデータを精査して、銀河核の拡大図を提供できる類似のオブジェクトを見つけようとしています。」
国際チームの見解についても興奮したのは、彼らが使用した「レンズ」の性質でした。これまで科学者は、巨大なレンズ（つまり、銀河全体）または単一の星からなるマイクロレンズに依存してきました。しかし、Vedantham博士とReadhead博士が率いるチームは、彼らが約10,000太陽質量の「ミリレンズ」と表現するものに依存していました。
これは、中型のレンズに依存していた史上初の研究となる可能性があり、星団である可能性が最も高いと彼らは信じています。ミリサイズのレンズの利点の1つは、光源全体を遮るのに十分な大きさではないため、小さなオブジェクトを見つけやすくなることです。この新しい重力レンズシステムにより、天文学者は以前よりも約100分の1の縮尺で塊を観察できると推定されています。リードヘッドが説明したように：
「私たちが目にしている塊は、中央のブラックホールに非常に近く、非常に小さく、わずか数光日しかありません。光速に近い速度で動くこれらの小さなコンポーネントは、フォアグラウンドの渦巻銀河の重力レンズによって拡大されていると思います。これは、100分の1秒の弧の精細な解像度を提供します。これは、地球から月の塩の粒を見ることと同じです。」
さらに、研究者たちは、この質量範囲の物体についてはあまり知られていないという単純な理由で、レンズ自体が科学的に興味深いものであることを示しています。したがって、この潜在的な星団は一種の実験室として機能し、研究者に重力ミリレンズを研究する機会を与え、同時に活動銀河核から流れる核ジェットの明確な視界も提供します。
チームは今後、Very-Long Baseline Interferometry（VLBI）と呼ばれる別の手法を使用して研究結果を確認したいと考えています。これには、PKS 1413 + 135とその中心にあるSMBHの詳細な画像を撮影する世界中の電波望遠鏡が含まれます。彼らがこれまでに観察したことを考えると、このSMBHは数年後に（2020年までに）別の塊を吐き出す可能性があります。
Vedantham、Readhead、および彼らの同僚は、このイベントの準備ができていることを計画しています。この次の塊を見つけることは、彼らの最近の研究を検証するだけでなく、彼らが彼らの観察を行うために使用したミリレンズ技術も検証するでしょう。リードヘッドが述べたように、「オーエンスバレー電波天文台のような大学の天文台がなければ、このような研究を行うことはできません。そこでは、大きな望遠鏡を単一のプログラムに専念する時間があります。」
この研究は、NASA、全米科学財団（NSF）、スミソニアン研究所、アカデミアシニカ、フィンランドアカデミー、およびチリのセントロデエクセレンシアアンアストロフィシアイテクノロギアスアフィネス（CATA）の資金提供により実現しました。
