宇宙の遠方で、これまでで最大のブラックホールジェットが発見された。その大きさは2300万光年に及ぶ。超巨大ブラックホールから放出されたこの粒子ビームの対は、我々の銀河である天の川銀河の100倍以上の大きさがある。
2022年、我々は（比較的）近傍の銀河NGC2663から放出された、夜空で最大級のブラックホールジェットの発見を発表した。西オーストラリアにあるCSIROのオーストラリアSKAパスファインダー（ASKAP）を使用して、NGC2663のジェットが空に見える最大級のものであることを確認した。言い換えれば、地球から見たときに最大に見えるということである。
学術誌『Nature』で発表された新しいジェットは、発見者である米国California Institute of Technologyの研究者たちによって「ポルフィリオン」（ギリシャ神話の巨人）と名付けられた。このジェットはNGC2663のジェットを実際の大きさで圧倒し、20倍以上大きい、まさに巨人である。
ポルフィリオンは、銀河の内外を流れる物質の大きな生態系についてより多くのことを教えてくれる。しかし、このジェットは我々に疑問も投げかけている：2300万光年にも及ぶものがどうしてほぼ完全に直線なのだろうか。
目に見えない光を見る
ポルフィリオンは、オランダを中心にスウェーデンからブルガリア、アイルランドからラトビアまで広がる電波センサーのネットワークである国際望遠鏡LOFARを使用する天文学者によって発見された。ASKAPやLOFARのような電波望遠鏡は、我々の目には見えない光、すなわち電波を見ることができる。
そもそもジェットを放出しているのは何か？ジェットの中心に研究者たちは銀河を見ており、その銀河の中心に超巨大ブラックホールの証拠を見つけている。
物質がブラックホールに引き寄せられると、様々な運命が待っている。完全に飲み込まれるものもあれば、ブラックホールの周りを回転して円盤を形成するものもある。そして、強力な磁場によってねじれて絡まり、最終的に光速近くで噴出する2つの対向するジェットとして放出されるものもある。
我々はこれまでにもブラックホールジェットを見てきた。数百万光年に及ぶものさえある。ポルフィリオンで驚くべきことは、ほぼ完全に直線に見えることだ。ASKAPが観測した「ダンシング・ゴースト」と呼ばれるものを含め、曲がりくねったり角度がついたりしたジェットは多くある。
不可解なほど直線的
ジェットに曲がりを加える要因は多い。密な雲のような障害物、ブラックホールの向きの変化、強い磁場、ホスト銀河がより大きな宇宙構造に落ち込む際の銀河間の「風」などがある。
対照的に、ポルフィリオンは約20億年間、何の妨げもなく宇宙を順調に進んできたように見える。
これは2つの理由で不可解である。第一に、このジェットはこの近くのものではない。その光が地球に到達するのに約70億年かかっている。我々はポルフィリオンを、ビッグバンから約60億年後の姿で見ている。
すべての天体と同様に、我々はそれを過去の姿で見ている。当時の宇宙はより密度が高かった（宇宙は膨張していることを覚えておいてほしい）。しかし、混雑した環境は直線的なジェットの敵である。
第二に、20億年間一定のパワーを維持するジェットには、安定した供給源が必要である。しかし、それは食べる準備ができた（星間ガスの）ご馳走に満ちた豊かな局所環境を意味する。これはパラドックスを生む。なぜなら、繰り返しになるが、混雑した環境は直線的なジェットの敵だからだ。
研究者たちは結論として、「ジェットがどのようにしてこのような長期的な一貫性を保つことができるのかは、現時点では不明である」と述べている。おそらくポルフィリオンは運良く、銀河間空間の静かな通路を通ってジェットを放出できたのだろう。
このジェットには、焦点を維持するのに役立つ何かがあるのかもしれない。我々にはわからない。しかし、それを突き止める方法を考えることはできる。観測者たちは、スペクトル全体にわたるさらなる観測でこのジェットの環境を探索するだろう。
電波天文学者たちは、ASKAPやLOFARのような望遠鏡を使ってより多くのジェットを見つけ、典型的なものと偶然のものを区別しようとしている。一方、天体物理学者たちは、ジェットを発射するもの、それを曲げるもの、そしてどのような条件下でそれが起こるかを突き止めるために、スーパーコンピューターを使ってジェットのシミュレーションを行っている。
ポルフィリオンのような天体は、単なる宇宙の奇妙な存在ではない。それらは我々の宇宙環境を形作る物質の生態系に不可欠なものである。銀河間物質が銀河に流れ込み、銀河は星を作り、一部の銀河はブラックホールさえ作る。ブラックホールはジェットを作り、ジェットは銀河間物質に影響を与える。そしてこの循環が続く。
我々は宇宙における自分たちの位置を示す手がかりを少しずつ解きほぐしている。
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