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NASAのチャンドラは、宇宙の「正午」で驚くほど強いブラックホールジェットを見ています

NASAのChandra X-Ray天文台の新しい研究によると、ブラックホールは遠い宇宙で驚くほど強力なジェットを爆破し、最新のプレスリリースで議論しました。このジェットは、コスモスの中で十分に早く存在し、ビッグバン自体からの残りの輝きによって照らされています。 天文学者は、チャンドラとカールG.ジャンスキーの非常に大きなアレイ（VLA）を使用して、宇宙が始まってから約30億年後に発生した「宇宙正午」と呼ばれる期間にこのブラックホールとそのジェットを研究しました。この間、ほとんどの銀河と超大規模なブラックホールは、宇宙の歴史の中で他のどの時間よりも速く成長していました。 メイングラフィックは、超大型ブラックホールに向かって落ちているディスク内の素材を示すアーティストのイラストです。チャンドラが新しい研究で検出したように、ジェットはブラックホールから右上に向かって吹き飛ばされています。ブラックホールは、ビッグバンからの残りの輝きである宇宙マイクロ波の背景（CMB）が現在よりもはるかに密度が高い地球から116億光年に位置しています。ジェットの電子がブラックホールから飛び去ると、CMB放射の海を移動し、マイクロ波光子と衝突します。これらの衝突は、光子のエネルギーをX線帯（紫と白）に高め、挿入図に示されているこの距離でもチャンドラによって検出されることができます。 実際、研究者は、30万光年を超えるジェットを含む2つの異なるブラックホールの存在を特定し、確認しました。 2つのブラックホールは、それぞれ116億と117億光年離れています。 1つのジェットの粒子は、光の速度の95％から99％（J1405+0415と呼ばれる）で、もう1つは光の速度の92％から98％（J1610+1811）で動いています。 J1610+1811のジェットは非常に強力で、ブラックホールを周回する熱いガスからの激しい光のほぼ半分のエネルギーを運びます。 チームは、チャンドラの鋭いX線視のため、そしてCMBが現在よりもはるかに密度が高いため、「クエーサー」として知られる明るく成長している超大型のブラックホールからの距離と小さな分離にもかかわらず、これらのジェットを検出することができました。 クエーサージェットが光の速度に近づくと、アインシュタインの特別な相対性理論の理論は劇的な明るい効果を生み出します。地球を狙ったジェットは、亡くなったジェットよりもはるかに明るく見えます。天文学者が観察するのと同じ明るさは、速度と視聴角の非常に異なる組み合わせから来る可能性があります。明るい速度でジェットレースは、私たちから離れて角をつけて、地球を直接指している遅いジェットと同じくらい明るく見えます。 研究者は、速度と視聴角の効果を分離するというこの課題を最終的にクラックした新しい統計的方法を開発しました。彼らのアプローチは基本的なバイアスを認識しています。天文学者は、相対論的効果が最も明るく見えるという理由だけで、地球に向けられたジェットを発見する可能性が高くなります。彼らは、さまざまな角度に向けられたジェットが調査でどのように検出されるかを説明する修正された確率分布を使用して、このバイアスを組み込みました。 それらの方法は、ジェット粒子がCMBを散乱させてジェット速度と視聴角の関係を決定する方法の物理学を最初に使用することで機能します。次に、すべての角度が同様に可能性が高いと仮定する代わりに、相対論的選択効果を適用します。私たちに向かって梁（小さな角度）がカタログで過剰に表現されています。この偏った分布を物理モデルに一致させる1万シミュレーションを実行することにより、最終的に最も可能性の高い視聴角を決定できます。J1405+0415で約9度、J1610+1811で11度です。 これらの結果は、Jaya Maithil（天体物理学センター|ハーバード＆スミソニアン）によって、AckerageのAnchorage in The Astrophysical Journalにも掲載されています。プリプリントはこちらから入手できます。アラバマ州ハンツビルにあるNASAのマーシャル宇宙飛行センターは、チャンドラプログラムを管理しています。スミソニアンの天体物理論家のチャンドラX線センターは、マサチューセッツ州ケンブリッジからの科学運営を管理し、マサチューセッツ州バーリントンからの飛行事業を制御しています。 Chandra X-Ray天文台の詳細とその使命はこちらをご覧ください。 https://www.nasa.gov/chandra https://chandra.si.edu 視覚的な説明 このリリースは、アーティストのジェットのイラストが、スーパーマッシブなブラックホールから吹き飛ばされたことのイラストによってサポートされています。 ブラックホールは、イラストの中央近くにあります。それは細い黄色の輪郭を持つ黒い大理石に似ています。ブラックホールを囲むのは渦巻くディスクで、右上に向かって傾くディナープレートに似ています。このディスクは、燃えるような渦巻きの同心円状のリング、外側の端近くの暗いオレンジ、コアの近くの明るい黄色で構成されています。 ブラックホールから撃つのは、銀と淡いバイオレットの2つの縞模様のビームです。 1つの明るいビームが右上に向かって撮影し、2番目の薄暗いビームが反対方向に撃ち、左下に向かって撃ちます。これらのビームは、伸びたスプリングに似た長くて細かいコークス脱ぐ線で囲まれています。 このブラックホールは、宇宙の歴史のはるかに初期に、地球から116億光年に位置しています。このブラックホールの近くでは、宇宙マイクロ波の背景またはCMBとして知られるビッグバンからの残りの輝きは、現在よりもはるかに密度が高いです。ジェットの電子がブラックホールから爆発すると、CMB放射の海を通り抜けます。電子は、CMB光のエネルギーをX線バンドに高め、この距離でさえチャンドラによってジェットを検出できるようにします。 上部の右側のコーナーにある挿入図は、この相互作用を示すX線画像です。ここでは、明るい白い円が輝く紫色のエネルギーの帯で鳴っています。ジェットは、右上に向けられたそのリングを撃つかすかな紫色のラインであり、その先端に紫色のエネルギーの塊があります。 ミーガン・ワトケチャンドラX線センターケンブリッジ、マサチューセッツ州。[email protected] Lane Figueroaアラバマ州ハンツビルのマーシャル宇宙飛行センター[email protected] #NASAのチャンドラは宇宙の正午で驚くほど強いブラックホールジェットを見ています