宇宙科学研究所（JAXA）は、X線分光撮像衛星（XRISM）が、近傍宇宙の活動銀河NGC3783の中心に存在する超巨大ブラックホールの近くで、ガスが突然噴き出す様子を観測した（ニュースリリース）。
銀河と中心の超巨大ブラックホールには質量の相関があることから、両者は互いに影響し合い共進化したと考えられているが、そのメカニズムは不明となっている。この課題を解決する鍵を握る「活動銀河核」は、超巨大ブラックホールに落ち込む物質の重力エネルギーが解放され、銀河中心が明るく輝く現象であり、超巨大ブラックホールの成長の現場と考えられている。
超巨大ブラックホールが成長するためには物質の降着が必要だが、それは同時にエネルギーや運動量が周囲に渡されることを意味する。 このプロセスは「フィードバック」と呼ばれ、銀河が時とともにどのように成長し変化していくかに重要な役割を果たしている。
NGC3783のX線スペクトルとハッブル宇宙望遠鏡による画像
XRISMは活動銀河核NGC 3783を初期性能検証期の2024年7月18日から2024年7月27日までの10日間観測し、その詳細なスペクトルデータを取得。XRISMは観測期間中に、「軟X線」と呼ばれる波長帯での明るさの変動を確認した 。3日間続いた爆発現象を含め、こうした変動自体は超巨大ブラックホールでは珍しいことではないが、今回ユニークだったのは、ブラックホールの周りを渦巻く降着円盤からのガス放出の瞬間が観測されたという点だという。
このガスは秒速6万キロメートル、つまり光の速さの20%という猛烈なスピードで弾き飛ばされた。軟Ｘ線分光装置Resolve（リゾルブ）によって、その発生から加速の様子までを捉えることに成功した。
ガスが噴出した場所は、ブラックホール本体の大きさの約50倍ほどの距離にある領域であった 。そこは重力と磁力が激しくせめぎ合う、極限の環境となっている。研究グループは、この噴出が太陽表面で起きる爆発現象（コロナ質量放出）と同じように「磁気リコネクション」という現象によって引き起こされたと考えているという。これは磁場の形が急激に変わり、莫大なエネルギーが解放される現象のことをいう。
こうした噴出は強力な光のエネルギーによっても引き起こされるが、今回の原因は「磁場の急激な変化」にあるようだと推測される。計算してみると、今回観測された猛烈な急加速を起こすには、光のエネルギーだけでは全く足りないことが判明した 。その一方で、ガスが一気に加速していく様子を詳しく分析すると、太陽表面で起きるコロナ質量放出の加速パターンとそっくりであることが分かった 。このことから、太陽と同じように、ブラックホールの周りでも磁気リコネクションでガスが吹き飛ばされたと考えらえる。
今回の結果は、ブラックホールが単に物質を吸い込むだけでなく、特定の条件下では宇宙空間へ物質を吹き飛ばしていることについて、新たな知見を与えてくれます。長年の謎である活動銀河核から噴き出す超高速なガス噴出の駆動機構の解明および、ブラックホールから銀河へのフィードバック機構の解明につながる結果だとしている。
