初めて、2つの衝突銀河から光速に近い速度で移動する相対論的ジェットが検出されました。

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クレムソン大学理学部の研究チームは、国際的な天文学者チームと共同で、衝突する2つの銀河から発生する相対論的ジェットを初めて明確に検出した。これは、実質的には、合体する銀河が光速に近い速度で移動する荷電粒子のジェットを生成できることを示す初の写真証拠である。さらに、科学者たちは以前、これらのジェットが2つの渦巻銀河の合体によって形成される楕円銀河で見つかることを発見しました。今回初めて、2つの若い渦巻銀河でジェットが形成される様子を鮮明に捉えた画像が公開された。

「衝突経路上にある2つの渦巻き銀河または円盤銀河を発見したのは初めてだ。そのうちの1つの中心でガンマ線を放射する相対論的ジェットが発生している」と、クレムソン大学の元博士研究員で、天体物理学ジャーナルに掲載された研究論文の主執筆者であるヴァイデヒ・パグリア氏は述べた。現在ドイツのドイツ電子シンクロトロンにいるパグリア氏に加え、クレムソン大学の他の著者には、物理​​学・天文学部のマルコ・アジェロ准教授、ディーター・ハルトマン教授、ステファノ・マルケージ非常勤教授などがいる。

結果として生じたジェットが非常に若いことが判明したため、研究者たちはその発生場所をはっきりと確認することができた。 「銀河の衝突はこれまで何度も天文学者によって撮影されてきたが、非常に若いジェットであるためまだ十分に明るくはないものの、完全に形成されたジェットが我々の方向を向いている場所で2つの銀河が合体する様子を捉えたのはこれが初めてだ。」通常、ジェットからの光は非常に強力なので、その背後にある銀河を見ることはできません。それは、何かを見ようとしているときに、誰かが明るい懐中電灯を目に当てているようなものです。見えるのは懐中電灯だけです。

私たちが発見したジェットは比較的小さいので、それが生まれた銀河を実際に見ることができます。ジェットは宇宙で最も強力な天体物理現象の一つであり、太陽が一生かけて生み出すエネルギーよりも多くのエネルギーを 1 秒間に宇宙に放出することができます。このエネルギーは、強力な電波、X 線、ガンマ線などの放射線の形で発生します。ジェットは宇宙で最高の加速器でもあり、地球上の超大型加速器（高エネルギー物理学の研究に使用される加速器）よりもはるかに優れています。

ジェットは、中心に超大質量ブラックホールである活動銀河核（AGN）を持つ古い楕円銀河から生まれたと考えられている。参考までに、科学者はすべての銀河の中心に超大質量ブラックホールがあると考えていますが、すべての銀河核が活動銀河核であるわけではありません。たとえば、私たちの天の川銀河の中心にある巨大なブラックホールは休眠状態にあります。科学者たちは、活動銀河核は、降着と呼ばれるプロセスを通じて重力でガスと塵を引き寄せることで大きくなると推測している。

しかし、この物質のすべてがブラックホールに収束するわけではありません。一部の粒子は加速され、ジェットのように細いビームとなって外側に放出されます。銀河からガスを排出して中心まで運ぶのは困難です。ガスをそこへ運ぶには、何かが銀河を揺さぶる必要があります。銀河がガスを移動させる最も簡単な方法は、合体または衝突であり、十分な量のガスが移動すれば、超大質量ブラックホールは非常に明るくなり、ジェットを形成する可能性があります。研究チームの画像にはこれら 2 つの銀河が写っており、そのうちの 1 つは TXS2116-077 として知られるセイファート 1 銀河です。

画像に見られるガスの量から判断すると、2 度目の衝突で同様の質量を持つ別の銀河であることがわかります。最終的には、すべてのガスが宇宙に放出され、ガスがなければ銀河はもはや星を形成できなくなり、ガスがなければブラックホールは停止し、銀河は休眠状態になります。数十億年後には、私たちの天の川銀河はアンドロメダ銀河と融合するでしょう。科学者たちは詳細な数値シミュレーションを実行し、この出来事が最終的に巨大な楕円銀河の形成につながる可能性があると予測した。

物質の条件によっては相対論的なジェットが生成される可能性もありますが、それは遠い将来の話です。研究チームは、ハワイの山頂にある世界最大級の陸上望遠鏡の一つ、すばる8.2メートル光学赤外線望遠鏡を使ってこの画像を撮影した。その後、スペイン沖のラ・パルマ島にあるカナリア大望遠鏡とウィリアム・ハーシェル望遠鏡、およびNASAのチャンドラX線宇宙望遠鏡を使用して観測が行われた。

ボコパーク |研究/出典: クレムソン大学

参考ジャーナル: 天体物理学

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