銀河中心の超大質量ブラックホール周辺で星団と星円盤が同時に成長する仕組みが判明
銀河の中心部で起こる現象は、長らく謎に包まれていた。超大質量ブラックホール（SMBH）を取り巻く核星団と核星円盤という二つの構造が、独立した過程で形成されると考えられてきたからだ。ところがポツダム天体物理学研究所（AIP）を中心とした国際研究チームが最新シミュレーションを用いて、この通説を覆す成果を報告した。二つの構造は実は共進化し、同じ源から同時に成長していることが初めて明らかになった。
研究成果は2026年8月26日付けで『Astronomy & Astrophysics』に掲載された。調査を主導したのはAIPのポスドク研究員SungWon Kwakだ。彼と同僚たちは、フランスのObservatoire de la Côte d'Azur（OCA）、韓国のSNU Astronomy Research Center、イタリアのUniversità di Bolognaとその関連機関Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna、MITのKavli Institute for Astrophysics and Space Research、カリフォルニア大学リバーサイド校、清華大学、ポツダム大学の物理・天文学部など、世界中の機関から研究者を集めた。
銀河の棒状構造がガスを中心へ送り込む「宇宙のベルトコンベア」
謎を解く鍵となったのは、SMUGGLE-Ringと呼ばれる高度なシミュレーションフレームワークである。このツールを使い、研究チームは棒状銀河（天の川銀河もこの形状を持つ）が数十億年にわたって核星団と核星円盤の両構造をいかに自然に形成するかを追跡した。
シミュレーションが明らかにしたのは、銀河の棒状構造の役割だ。Kwakは「銀河の棒は宇宙のベルトコンベアのように機能し、ガスを中心へ導き、全く同じガス源から両方の構造を同時に供給している」と説明した。ガスが銀河中心に蓄積すると、死にゆく星の超新星爆発が衝撃波を繰り返し発生させ、新しい星の形成が引き起こされる。この過程を通じて、数十億年の時間をかけて数億太陽質量相当の星々が銀河中心に形成される。
観測との矛盾が解ける
従来、核星団と核星円盤の質量と サイズの間に明確な相関が観測されず、この不可解さが謎を深めていた。だがAIPのCristina Chiappini博士は「見かけ上の断絶は、星そのものの年代や化学組成、運動に本質的な違いがあることを意味しない」と指摘した。シミュレーション結果によると、両構造は共有の成長メカニズムを持ちながらも、進化段階によって相対的な質量と サイズが異なり、一見して別物に見えるという。この動的な共進化は予想されていたより複雑な様相を呈していた。
注目すべき現象として、シミュレーション内では3,000万太陽質量の星団が銀河中心へ螺旋状に落ち込み、核星団と合体する場面も捉えられた。銀河中心の形成過程はなお多くの謎を秘めている。
出典: Universe Today
