ブラックホールは天文学者を限りなく魅了するようだ。その理由の少なくとも一部は、ブラックホールとその周辺で起こる極限物理学にあるが、時には、そもそも天文学に興味を抱かせた文化的な接点を思い起こさせることもある。ブラックホールから出てくるジェットの動きに関する新しい論文の著者たちがそうであるようだ。「デス・スター」ブラックホールと名付けられた研究者たちは、超長基線アレイ（VLBA）とチャンドラX線天文台のデータを使って、これらのブラックホールが超高温粒子のジェットを発射する場所を調べた。そして時間の経過とともに、デス・スターのような動きをすることがわかった。
研究の中心となったブラックホールは、銀河の中心にある超巨大ブラックホールである。重要なことは、それらはすべてチャンドラのX線センサーに見える高温のガスに囲まれていたことである。ジェットそのものはデータではっきりと確認できたが、それ以外にも重要な情報が隠れていた。
それぞれのブラックホールには、対向する2つの方向に粒子ジェットがある。ジェットがガスや塵を押し流すと、ブラックホールを取り囲む空間にポケットができる。これらの領域からの信号が少ないため、X線データで見ることができる。研究者たちは、ジェットが作る自由空間のポケットと一直線に並ぶはずだという仮説を立てた。
しかし、彼らが研究していた16個のブラックホールのうち少なくとも6個で、ビームの向きが完全に変わり、行方不明になっていたガスのポケットが、現在ブラックホールから放出されているジェットと合わなくなっていた。場合によっては、ジェットが向いている方向が90度変わることもあった。さらに印象的なのは、これらの変化が比較的小さな時間スケールで起こったことである。100億歳を超えるブラックホールにとっては瞬きほどの時間である。
では、なぜこれが重要なのだろうか？宇宙論者たちは、この破壊的なジェットがブラックホールのホスト銀河で形成される星の数に上限を設けていると理論づけている。ブラックホールを取り囲むガスや塵が、星や岩石質の惑星を形成するのに十分なほど冷えないのだ。そのため、粒子のジェットそのものが、実際のデス・スターのように形成された惑星を焼き尽くしているかどうかは定かではないが、ジェットを移動させれば、星形成プロセスにさらに大規模な混乱が生じることは明らかだ。理論的には、このような移動するジェットを含む銀河は、星の数が少なくなることを意味するが、これは別の論文のための研究である。
なぜこのようなことが起こるのかを正確に理解するには、また別の論文で研究する必要があるかもしれないが、著者らはいくつかの仮説を立てている。ブラックホールの周りを回っている物質がブラックホールに落ち込むことで、ブラックホールが回転し、それによって放出されるジェットが移動する可能性がある。
もう一つの説明は、ガスはビームの影響を受けずに銀河の周りを移動しているというものだ。要するに、銀河の中にあるガスのない「空洞」は、他の宇宙論的な力の名残であり、ブラックホール・ビームとは無関係だというのだ。しかし、著者らは、「ドロッシング」を引き起こす原因の一つとなりうる銀河の合体は、動くビームがある銀河とない銀河で起こったため、これはあり得ないと考えている。もしキャビティが粒子のジェットではなく銀河の合体によって引き起こされるのであれば、どちらのタイプにも存在すると予想される。
いつものことだが、科学はまだまだ続く。ビデオストリーミングという素晴らしい世界のおかげで、同じデス・スターにインスパイアされた新しい世代の科学者たちがそれを成し遂げることができるのだ。
論文
- arXiv: Jet reorientation in central galaxies of clusters and groups: insights from VLBA and Chandra data
参考文献
- Chandra X-Ray Observatory: Spotted: ‘Death Star’ Black Holes in Action
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