名市大ら,巨大ブラックホールの活動期入りを検出

名古屋市立大学,国立天文台,工学院大学,東京大学,東京科学大学,茨城大学,大阪公立大学は,M87銀河の中心部を電波からガンマ線で一斉観測し,M87中心部から強力なガンマ線フレアを捉えることに成功した(ニュースリリース)。

楕円銀河M87は,おとめ座の方向約5500万光年の距離にある。その中心には,イベント・ホライズン・テレスコープ(EHT)が史上初めて撮影に成功した巨大ブラックホールが存在している。

初観測は2017年に行なわれ,2019年4月に画像が公開されたが,今年の初めには初撮影から1年後の姿である2018年の画像も公開された。一方こうしたEHTによる観測と協調する形で,世界中の望遠鏡も同時期にM87のブラックホールに向けられ,電波,可視光線,紫外線,エックス線,ガンマ線など様々な波長帯でも一斉に観測が行なわれた。

2017年に実施した最初の多波長合同観測では,M87のブラックホールが非常におとなしい状態であったことが報告されていた。今回の発表は,その1年後である2018年に行なわれた2回目の多波長合同観測に基づくもの。

2018年の観測キャンペーンには地上および宇宙から,総勢17を超える観測装置が参加した。その結果,M87の中心部から強力なガンマ線フレア(ガンマ線において短い期間だけ明るく輝く現象)を捉えることに成功した。

これはブラックホールの活動が全体的におとなしかった2017年とは対照的。検出されたガンマ線は,可視光線の数千億倍のエネルギーを持っており,その膨大なエネルギーを一度にたくさん解放することは並大抵のことではない。

2018年の観測キャンペーンには世界からガンマ線望遠鏡やエックス線望遠鏡が多数参加したほか,可視光帯では広島大学が運用するかなた望遠鏡,電波では国立天文台が韓国・中国などと共同で運用する東アジアVLBI ネットワーク(EAVN)なども参加し,ガンマ線フレアの発生時期におけるジェットの形状などを詳しく測定した。

2018年にEAVNで撮影されたM87ジェットは,2017年の時とは異なる方向に噴出していることが示された。また,EHTで観測されるリング構造も,最も明るい方向が2018年と2017年では変化する様子が報告されている。

これらの成果はM87の巨大ブラックホールが約10年ぶりの活動期を迎えたことを示すとともに,超高エネルギー電磁放射の発生メカニズム解明に手がかりを与えるもの。

研究グループは,より多くの研究者がデータを活用することで様々な理論の検証が行なわれ,未だ謎多き巨大ブラックホールの活動性に関する理解が一層進むとしている。

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