国立天文台,ブラックホールの自転が電波を強める可能性を発見

国立天文台の研究グループは,ブラックホールの自転が,宇宙の遠方から届く電波の源である高速ジェットの形成に役立っている可能性があることを,多数の超大質量ブラックホールを調べることで明らかにした(ニュースリリース)。

ブラックホールは,光をはじめすべての電磁波を吸収するため,その姿を直接見ることはできない。しかし,ブラックホール周辺では,その中心へ向かって落ち込みながら超高温になった物質で降着円盤が作られ,そこからの光が見える。

多くの銀河の中心には,太陽の数百万倍もの質量を持つ超大質量ブラックホールが存在し,降着円盤を持つブラックホールは電波を放つ天体として観測される。このような天体は「クエーサー電波源」または単に「クエーサー」と呼ばれる。ただし,その中で強い電波を放つクエーサーは1割程度にすぎない。

「電波が強い」クエーサーでは,降着円盤内の物質の一部がブラックホールに落ち込まず,ブラックホールの両極から高速のジェットとして吹き出していると考えられているが,どのようにジェットが形成されるのかはわかっていない。

研究グループは,超大質量ブラックホールの自転が高速ジェットの形成に役立っている可能性について研究した。ブラックホールの周囲と降着円盤から放射された酸素イオンの光を調べ,その強さを測定した。酸素イオンの光の強さから,中心のブラックホールの自転速度を計算できる。

8000個近くのクエーサーを解析した結果,電波が強いクエーサー,つまり高速ジェットを伴うブラックホールは,そうでないクエーサーに比べて酸素イオンの光が平均で1.5倍ほど強いことを見いだした。これはブラックホールの自転がジェットの形成に重要な要素であることを意味している。

この研究結果は,電波が強いクエーサーと弱いクエーサーの違いがブラックホールの自転だけで決まっていることを意味するわけではないが,自転速度が決めている可能性を示唆するものだとしている。

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