これら二つの天体は同じ鼓動を共有しており、科学者を困惑させている

地球から約 15,000 光年離れた銀河系内の雲の空間は、時計仕掛けのように超高輝度のガンマ放射線を発しています。それだけではありません。研究者たちは、この宇宙ガス雲から発せられる異常な「鼓動」が、そこから 100 光年も離れた場所にあるブラックホールの脈動と同期していることを発見しました。研究者たちは、この 2 つの間の異常な遠距離関係が何なのか、いまだに困惑しています。

プエルトリコのアレシボ天文台とNASAのフェルミ・ガンマ線宇宙望遠鏡のデータを使用して、国際研究チームが地球から約1万5000光年離れたわし座にあるSS 433と呼ばれる系に「心臓の鼓動」を発見した。この発見に関わった科学者らは、火曜日にネイチャー・アストロノミー誌に発表した論文でその発見の概要を述べた。

「マイクロクエーサーは、銀河系内で非常に強力な粒子加速器です」と、ドイツのドイツ電子シンクロトロン研究所のフンボルトフェローで、この研究の共著者でもある天体物理学者のジャン・リー氏は言う。「これは、宇宙で粒子がどのように生成され、輸送されるかを研究するためのテストベッドとなる可能性があります。」

SS 433 は 1977 年に初めて発見されたマイクロクエーサーとして知られ、それ以来数十個しか確認されていない。マイクロクエーサーはクエーサー (既知の宇宙で最も明るく、最も遠い星のような天体) の縮小版であり、どちらも回転するブラックホールによってエネルギーを得ていると考えられている。

SS 433 系では、ブラックホールが太陽の 30 倍の質量を持つ巨大な恒星の周りを回っています。ブラックホールは巨大な恒星から物質を吸い上げ、渦巻く降着円盤を形成し、それがブラックホールに流れ込みます。物質の一部はブラックホールに落ちますが、一部は円盤の中心から車輪の釘のように反対方向に 2 つのジェットを介して宇宙に放出されます。SS 433 の円盤は、約 162 日かけてコマのように揺れ、2 つのジェットの流れが 2 本の直線に放射されるのではなく、螺旋状に宇宙に放出されます。

研究者らが、SS 433 から約 100 光年離れたフェルミ J1913+0515 と呼ばれる目立たない宇宙雲のタイミング分析を行ったところ、まったく同じ周期 (162 日) のガンマ線信号を検出しました。「この周期性は、以前の論文や理論からは予想されていません」とリー氏は言います。「マイクロクエーサーから約 100 年離れたところで、ジェットの進路に沿っていないタイミングでこのような明確なつながりを発見したのは、驚くべき突然のことでした。」

では、なぜこれら二つの関連のない物体は同期して脈動しているのだろうか？ リー氏と彼の同僚は、それを説明する理論を立てている。ブラックホールの流出からの陽子が雲と相互作用し、ガンマ線の放出と「鼓動」を引き起こすのだという。ブラックホールの流出近くのジェットの端で陽子が生成され、その後雲に注入される。陽子が雲に衝突するたびに、雲はガンマ線で光る。これらのガンマ線パルスが、研究者が発見した宇宙の「鼓動」を構成している可能性がある。

「SS433の歳差運動周期で脈動する新しいフェルミ源の最近の発見は、SS433から放出される相対論的粒子の伝播に関する新しい情報を与えてくれる」と、この研究には関わっていないダブリン市立大学の天体物理学教授、マーシャ・チェルニャコワ氏は言う。言い換えれば、高エネルギー粒子が宇宙を飛び回る様子について、よりよく理解できるということだ。

それでも、チェルニャコワ氏が指摘するように、この電波源は比較的弱いため、研究者たちはこのあり得ない同期の背後で何が起きているのかを本当に知るためにさらなるデータを必要としている。リー氏と彼のチームはすでに、スペインのIRAM 30mミリ波電波望遠鏡で追跡観測データの収集に取り組んでいる。