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2024-02-01 22:22:33
マルカリアン 817 は、りゅう座の 4 億 3,000 万光年離れたところにあるセイファート 1 銀河です。 Mrk 817 または QSO J1436+5847 としても知られ、太陽質量 8,100 万個の活動的な超大質量ブラック ホールを抱えています。
このアーティストの印象は、銀河マルカリアン 817 の中心から吹き出す超高速の風を示しています。これらの風は、時速何百万 km で移動し、広大な宇宙領域から星間ガスを除去します。 このガスがなければ銀河は新しい星を形成することができず、銀河の中心にあるブラックホールには食べるものがほとんど残されていません。 挿入図は銀河の中心部で何が起こっているかを示しています。 超大質量ブラックホールは周囲からガスを引き込み、熱く明るく照らされた降着円盤 (オレンジ色) を形成します。 風（白）の原因は円盤内の磁場で、粒子を信じられないほどの高速で全方向に飛ばします。 これらの風は、コロナと呼ばれるブラック ホールの周囲の非常に高温のプラズマによって放出される X 線 (青色) を効果的に遮断します。 ザック 他。 ESA の X 線望遠鏡 XMM-Newton を使用して、超高速の風を吹き出すマルカリアン 817 号を捉えました。 約1年間続くこの風は、銀河内の星の形成に大きな影響を与えるだろう。 銀河の中心にあるブラックホールが風を発生させる前にかなり平均的な活動レベルを示していたという事実は、超高速ブラックホール風がこれまで考えられていたよりもはるかに一般的であることを示唆しています。 言い換えれば、ブラックホールとそのホスト銀河は、お互いの進化に強い影響を与えているということです。 画像クレジット: ESA / CC BY-SA 3.0 IGO。
すべての大きな銀河の中心には超大質量ブラックホールがあり、その巨大な重力によって周囲からガスが引き込まれます。
ガスが内側に向かって螺旋を描くにつれて、ブラックホールの周りに平らな降着円盤に集まり、そこで加熱されて発光します。
時間が経つにつれて、ブラックホールに最も近いガスは帰還不能点を通過し、飲み込まれてしまいます。
しかし、ブラックホールは、そこに向かって渦巻くガスの一部しか消費しません。
ブラックホールを取り囲んでいる間に、散らかった幼児が皿の上にあるものをたくさんこぼしてしまうのと同じように、ある物質が宇宙に弾き返されます。
よりドラマチックなエピソードでは、ブラックホールが食卓全体をひっくり返します。降着円盤内のガスは、周囲の星間ガスを一掃するほどの高速で全方向に飛び散ります。
これはブラックホールから食物を奪うだけでなく、広大な領域にわたって新しい星が形成できなくなり、銀河の構造が変化することを意味します。
これまで、この超高速ブラックホール風は、物質を引き込める限界にある非常に明るい降着円盤から発生するものとしてのみ検出されていた。
今回、ESAのXMMニュートン探査機は、「ただスナックをしているだけ」とも言える、明らかに平均的な銀河であるマルカリアン817で超高速の風を検出した。
ミシガン大学の天文学者ミランダ・ザック博士は、「ファンを最大設定にすると、非常に速い風が吹くことが予想される」と述べた。
「私たちが研究したマルカリアン 817 と呼ばれる銀河では、ファンはより低い電力設定でオンになっていましたが、それでも信じられないほどエネルギーの高い風が発生していました。」
「超高速の風を観測することは非常にまれであり、主銀河の性質を変えるほどのエネルギーを持つ風を検出することはさらにまれです。」
「マルカリアン 817 が、特に活発な状態ではなかったにもかかわらず、約 1 年間これらの風を引き起こしたという事実は、ブラックホールがこれまで考えられていたよりもはるかに主銀河の形状を変えている可能性があることを示唆しています」とローマ天文学者のエリアス・カムムン博士は述べた。トレ大学。
活動銀河核は、X 線を含む高エネルギー光を放出します。 マルカリアン 817 は、非常に静かだったので、天文学者たちの間で目立っていました。
「X線信号は非常に微弱だったので、何か間違ったことをしていると確信しました」とザックさんは語った。
ESAのXMMニュートンを使った追跡観測により、実際に何が起こっているのかが明らかになった。降着円盤から来る超高速の風がシュラウドのように作用し、ブラックホールのすぐ周囲から放出されるX線を遮っていたのだ。
これらの測定は、NASA の NuSTAR 望遠鏡で行われた観測によって裏付けられました。
X線測定の詳細な分析により、マルカリアン817の中心はガスを一度も「一吹き」送り出すどころか、降着円盤の広範囲に突風嵐を引き起こしたことが判明した。
風は数百日間続き、少なくとも 3 つの異なる成分で構成され、それぞれが光速の数パーセントで移動しました。
これにより、ブラックホールとその周囲の銀河が互いにどのように影響し合うのかを理解する上で未解決のパズルが解けます。
天の川銀河を含む多くの銀河には、その中心の周りに新しい星がほとんど形成されない広い領域があるように見えます。
これは、星形成ガスを一掃するブラックホールの風によって説明できるかもしれないが、これが機能するのは、風が十分に速く、十分に長く持続し、典型的な活動レベルのブラックホールによって生成された場合に限られる。
「ブラック ホールの研究における多くの未解決の問題は、重要な出来事を捉えるために何時間にもわたる長期観測を通じて検出を達成するという問題です」と XMM-Newton プロジェクトの科学者である Norbert Schartel 博士は述べています。
「これは、XMM-Newton ミッションが将来にわたって最も重要であることを浮き彫りにしています。」
「他のミッションでは、その高い感度と長時間中断のない観測を行う能力の組み合わせを実現することはできません。」
この研究結果に関する論文が雑誌に掲載されました。 天体物理学ジャーナルレター。
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ミランダ・K・ザック 他。 2024年。セイファート1.2マルカリアン817の隠れたサブエディントン州での激しいフィードバック。 APJL 962、L1; 2: 10.3847/2041-8213/ad1407
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