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2024-10-06 09:24:00
天文学者たちはジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) を使用して、ビッグバンから約 7 億年後に位置する J1007+2115 と呼ばれるクエーサーを発見しました。 (国際ジェミニ天文台)
に 天文学者 クエーサーから発生した銀河サイズの最も初期かつ最も強力な「風」を発見した。 ブラックホール 積極的に使用している超大質量 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST)。これらの強力な風は、信じられないほどの速度で銀河からガスと塵を押し出し、銀河での星の形成を止めます。
J1007+2115と名付けられたこのクエーサーは非常に遠いところにあるため、ビッグバン後、宇宙が誕生してわずか約7億年だった頃、つまり138億歳の宇宙が現在の年齢の約5％に過ぎなかった頃のように見える。これにより、J1007+2115 はこれまでに観測された中で 3 番目に古いクェーサーになりますが、銀河サイズの強力な風が吹いて観測された中では最も古いクエーサーです。
このクェーサーの流れは、その古代が注目に値するだけではありません。 J1007+2115 からの風は、中心のブラックホールから 7,500 光年にわたって広がり、これは太陽系を約 25 個並べたものに相当します。研究者らによると、彼らが毎年押し出す物質は太陽の300倍の質量に相当し、その速度は音速の6000倍に相当するという。
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「これは、現在知られている活動的な超大質量ブラックホールによって駆動される3番目に古く、最も遠いクェーサーです」と発見チームリーダーでアリゾナ大学研究者のWeizhe Liu氏はSpace.comに語った。 「私たちが知る限り、これらの銀河規模のクエーサー風は、これまでに知られている中で最も古いものです。」
これらの活動的な超大質量ブラックホールからの風は、新しい星の形成に必要な物質を破壊することによって、そのホスト銀河を「殺す」ほど強力である可能性さえあります。
超大質量ブラックホールが風を起こすしくみ
すべての大きな銀河の中心には、太陽の質量の数百万倍から数十億倍の質量を持つ超大質量ブラックホールがあると推定されています。ただし、これらのブラック ホールのすべてが、宇宙で最も明るい光源であるクエーサーに電力を供給しているわけではありません。
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これは、一部の超大質量ブラックホールは、餌となる大量のガスや塵に囲まれていないためです。たとえば、私たちの銀河の中心にある超大質量ブラックホール、射手座 A* (Sgr A*) は静かで薄暗いです。
他の超大質量ブラック ホールは、降着円盤と呼ばれる平らな雲の中で渦を巻く大量の物質に囲まれており、この物質がブラック ホールに徐々に供給されます。中心ブラックホールの強力な重力の影響により、降着円盤内に激しい摩擦が生じ、物質が加熱され、非常に明るい光が発生します。
活動銀河核 (AGN) と呼ばれるこれらの領域は非常に明るいため、周囲の銀河のすべての星の光を合わせた光よりも明るく輝くことができます。遠くからでも見える場合、これらの領域は「クエーサー」と呼ばれます。
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降着円盤から放出される強力な放射線には別の効果もあります。ガスや塵などの物質を AGN の周囲から押し出すのです。このクェーサーの風は、クェーサーを含む銀河からガスや塵を押し出す可能性もあります。
JWST の支援により、研究者らは、J1007+2115 からのクエーサー風に含まれる物質が時速 470 万マイル (時速 760 万 km) という驚異的な速度で移動していることを確認することができました。ご想像のとおり、このように強く広範囲に吹く風は、大量の物質を運びます。リュー氏によると、J1007+2115からのクエーサー風は毎年太陽の質量の300倍に相当する質量の物質を運んでいるという。
J1007+2115 が存在する銀河には、JWST によって観測されたように、星形成の構成要素である高密度の分子ガスと塵が豊富に含まれています。銀河は、毎年約 80 ～ 250 太陽質量の割合で星を形成します。
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しかし、その銀河からの光は131億年にわたって私たちに届いているということは、おそらく現在は大きく異なっていることを意味します。特に、これらのクエーサー風のおかげで、星形成活動は長くは続かない可能性があります。
クエーサー風によってガスや塵が浄化されると、それらを駆動する超大質量ブラックホールへの食料供給も遮断される。これは、太陽の質量の10億倍に相当すると推定される超大質量ブラックホールの成長も止まった可能性があることを意味する。
「風によって大量のガスが押し出された」とリュー氏は語った。 「これは、星を形成するためにガスを必要とする銀河での星形成活動や、同じく降着するためにガスを必要とする超大質量ブラックホール自体の成長を抑制する可能性がある。」
これは、これらの初期銀河が現在は死んだ銀河であり、星形成物質が洗い流され、星形成が停止した結果、あまり成長していないことを意味している可能性があります。
研究チームはまだクェーサー風の研究とその主銀河への影響の調査を終えていない。彼らは今後も他のクェーサー風を探し続ける予定で、ビッグバンから 10 億年以内に存在したものをさらに発見する可能性があります。
「私たちは現在、宇宙の極初期におけるより銀河規模のクエーサー風を探索し、集団としてのその性質を知ることを目指しています」とリュー氏は語った。
チームの研究のプレプリント版は、arXiv 論文リポジトリにあります。 (スペース/Z-3)
#最古の銀河で強風を伴うクエーサーを発見星の形成を停止