巨大ブラックホールのジェットが銀河進化を左右する―ジェット軸に沿う加熱現象を初めて確認
ブラックホールから噴き出すジェットが銀河の周辺ガスを加熱し、星形成を促進または抑制するという現象を、アリゾナ州立大学（ASU）とインド・ラマン研究所（RRI）の研究チームが観測で初めて確認した。ジェットの軸に沿って電離水素（Hα線）の強い信号が検出されたもので、ブラックホールという微小な天体がいかに広大な銀河進化に影響を及ぼすかを示す発見となっている。
広大なガスリザーバーに直接影響
研究チームは数百個の活動的なジェットを持つ銀河を観測対象にした。観測には、アリゾナ州キットピークの4メートル・マイヨール望遠鏡に搭載されたダーク・エネルギー分光観測装置（DESI）調査と、ヨーロッパの低周波電波干渉計「LOFAR 2メートル天空サーベイ」（LoTSS）による電波ジェット測定を用いた。
チームのSanchateeta Borthakur（ASU）とNamrata Roy（RRI）が率いた研究では、銀河周辺の広大なガス層「円銀河系ガス」（circumgalactic medium、CGM）に注目した。このCGMは「バリオン貯蔵庫」と呼ばれるもので、銀河の可視部分の10～20倍の規模に達する場合もある。星形成に必要な物質をもたらし、銀河の長期的な進化を制御する重要な役割を担っている。
観測結果は明確だった。ジェットがCGMと接触する場所では強い加熱現象が起きており、ジェットが宇宙空間を進む過程でも超高エネルギーを放出しながら周辺ガスを加熱していた。衝撃波とエネルギー解放により、ガスは発光するか、または撹乱される。その結果、ジェットが通過した領域では星形成が促進される一方で、ガス供給が破壊された場所では星形成が抑制される現象が生じる。
ミリ秒単位の天体が数十万光年先まで影響
Roy研究員は、これほど小さなブラックホールがいかに巨大な銀河に影響を与えるのかという矛盾に着目する。「ブラックホールは銀河と比べて信じられないほど小さいのに、その影響は数十万光年遠くの銀河外縁部にまで到達する。ジェットがエネルギーを運び出し、その軌跡に沿ってガスが明るく輝く。この結びつきのスケール感が最も興味深い」とRoyは述べている。
相対論的ジェット（relativistic jets）として知られるジェットは、ブラックホール周辺で超高温に加熱された物質が強い磁場に沿って放出される際に形成される。X線・電波・その他複数の波長帯で放射が検出でき、詳細な研究が可能だ。ジェットによるガスの加熱、撹乱、衝撃、破壊といった作用は、銀河の成長を加速させるか、あるいは減速させるかの「ブレーキ」として機能する。
ブラックホールが周辺ガスを吸収するか、またはジェットがそれをより遠い領域で破壊すれば、銀河の成長速度は大きく影響を受ける。極端な場合、ブラックホールとジェットの活動により銀河は「静寂状態」に陥り、ほとんど新しい星を生み出さなくなる可能性もある。
出典: Universe Today
