観測史上「最も明るい天体」が130億光年先の初期宇宙に発見される

space 2018/07/10
Credit: Robin Dienel / 宇宙ジェットで物質を噴出させるクエーサーP352-15のイメージ
Point
・130億光年の距離に、今まで見つかった中で最も明るい天体、クエーサーを発見
・観察されたクエーサーはブラックホールとジェットからなる3つの部位が確認されている
・遠い距離と強い光から、初期宇宙の研究ツールとして活用できる

130億光年先の初期宇宙で、観測史上最も明るい天体が発見されました。 研究は9日付で“The Astrophysical Journal”と “The Astrophysical Journal Letters”に掲載されています。

その天体の正体は、クエーサー。宇宙の年齢が現在の宇宙の7%だった頃からの光です。クエーサーとは銀河の一つで、活発に物質を貪っている超大質量ブラックホールの軌道を回っています。

Resolving the Powerful Radio-loud Quasar at z ~ 6
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aac76f/meta

A Powerful Radio-loud Quasar at the End of Cosmic Reionization
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aac511/meta

私たちが観察できる可視光や電波の放射は、降着円盤と呼ばれるブラックホールの周りにある物質によって引き起こされます。この円盤は、とんでもないスピードで排水口の水のような渦を巻く塵やガスを含んでおり、中央のブラックホールによる強大な重力によって引っ張られることで、膨大な摩擦を生み出しています。

これらのクエーサーブラックホールは、物質を貪る際、降着円盤の上下で熱く渦巻く領域であるコロナから、光速近くまで加速されたプラズマの強力なジェットを放出。このジェットは電波スペクトラムだと異常に明るく見えます。そして超長基線アレイ(VLBA)電波望遠鏡で拾われたのが、新たに発見されたクエーサー、PSO J352.4034-15.3373(略してP352-15)から放出されたシグナルでした。

「宇宙初期から放射される強力な電波放射源に関しては、いまだ情報が不足しています。しかし今回のクエーサーは、宇宙初期の電波クエーサーとして10倍もの明るさを持った最も明るいものです」と説明するのは、カーネギー研究所の天体物理学者エドゥアルド・バナドス氏です。

VLBAの観察によって、このクエーサーが3つの明確な部位に分かれることが示されており、それについて2つの解釈が考えられます。一つ目は、ブラックホールが一端にあって、他の2つが1つのジェットを構成しているというもの。2つ目はブラックホールが真ん中にあって、ジェットが一つずつ両端にあるというものです。

Credit: Momjian, et al.; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

クエーサーの可視光を光学望遠鏡によって調べたところ、ブラックホールが端の構成物と並んであることが示され、1つ目の解釈の可能性が高いことがわかりました。それが意味するのは、ジェットの2つの部位を研究し解析することで、どれほどのスピードでそれが広がっているのか分かる可能性があるということです。「このクエーサーは、こういったジェットのスピードを測ることのできる最も遠い天体かもしれません」とNRAOの天文学者エマニュエル・モムジャンは言います。

一方、もしブラックホールが中央にあるとわかった場合、このジェットはもっと小さいということになり、この天体がずっと若いものであるか、あるいは、ジェットのスピードを落とす濃い物質の中にあるということになります。

このどちらのシナリオであるかを明らかにするためには、さらなる研究が必要となるでしょう。とはいえ、それでもP352-15は、研究にとってとても貴重な天体であるには変わりありません。

クエーサーの光は銀河間物質の研究に役立つといわれており、研究が進めば、「失われたバリオン問題」も解決に向かうと考えられています。このクエーサーは、以前発見されたクエーサーJ1342+0928ほど距離が遠いわけではありません。しかし距離と明るさをもった今回クエーサーは、初期の銀河の状態や形成過程を研究するために役立つツールとなるでしょう。

 

説明不可能。宇宙で一番速く成長する謎の巨大ブラックホールを発見

 

via: Science Alert/ translated & text by SENPAI

 

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