科学者らは半世紀にわたる探索を経て、天の川のブラックホールから吹いている風を発見：「そこにある」

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50年間の探索を経て、天文学者らはついに、銀河の中心にある超大質量ブラックホールであるアークA*（Sgr A*）から吹いている強風の証拠を発見した。この発見は、超大質量ブラックホールの周囲と天の川の中心部の両方で働いている物理学についての理解が深まったことを示しています。

科学者たちは長い間これを示唆してきました ブラックホール 彼らは物質を消費するときにエネルギーを生成し、物質を遠ざけます。このプロセスは「ブラックホールゴースト」と呼ばれています。これは次の場合にも当てはまります メジャーA*人間にとってガスと塵というわずかな食事で生きていると、一人当たり米粒一粒を消費するのに相当します。 百万 年

問題は、科学者たちがブラックホールの風が心臓を吹き抜けているという証拠を収集できていないことだ 天の川、 そしてその結果、謎は約半世紀にわたって、つまり現在に至るまで天文学の中で続いています。

「ブラックホールが完全な真空の中に存在しない限り、何らかの形で風を吹かなければなりません。宇宙に完全な真空は存在しません」とチームリーダーでノースウェスタン大学研究者のマーク・ガースキー氏は述べた。 声明で述べた。 「新たな観測により、風の兆候を確認できるほど明確な視界が得られたのは初めてです。私たちはデータを見て、『これだ。誰もが50年間探していたものがそこにある』と言いました。」

ブラックホールの幽霊を見るのは決して簡単なことではありません

科学者たちは、給餌ブラックホールがジェットや風などの強力な物質の流れを周囲に引き起こすことを以前から知っていました。ブラックホールに落下する物質が光速まで加速されると風が発生し、物質を押しのける圧力が発生します。これは過去に飢餓によるブラックホールの給餌ですでに見られましたが、Sgr A* にはほとんど給餌していませんでした。物質の消費量がまばらであることと、私たちの視点からは天の川面によって隠されているという事実により、この風を追跡することが困難になりました。

ゴルスキー氏の北西部の同僚でチームリーダーのレナ・ムルチコワ氏は、科学者らが超大質量ブラックホールに供給しているSgr A*のすぐ近くで分子ガスを初めて検出したと指摘した。これにより、Sgr A* は他の超大質量ブラックホールと同じくらいリラックスできるようになります。

「風は強くなく、おそらく時間の経過とともに風向きが変動する。これは、私たちのブラックホールが唯一のものではなく、宇宙における私たちの位置も特別なものではないことを示している」とマルチコワ氏は付け加えた。 「ブラックホールを見るには、銀河面を通して見なければなりません。つまり、ガス、塵、イオン化した構造を通して覗かなければなりませんが、すべてを実際に見るのはそう簡単なことではありません。」

これらの困難に対処するために、研究チームは、天の川銀河の中心部の奥深くにある 5 年間の観測に目を向けました。 アタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ (アルマ望遠鏡)、チリ北部にある 66 個の無線アンテナ。これにより、Sgr A* から約 3 光年離れた冷たい分子ガスのこれまでで最も鮮明な画像が得られました。科学者たちを驚かせたこれらの観察の 1 つの側面は、この冷たいガスの雲の中に長さ 3 光年の円錐形の空洞があることでした。彼らは、この空間は、その領域を飲み込むブラックホール風の中のより高温のガスによって浄化されたに違いないと主張し、冷たいガスを前方に押し出すか、あるいは冷たいガスを加熱した。

「ブラックホールから熱い物質を吹き飛ばすと、ブラックホールは冷たい物質と共存したがらないだろう」とグルスキー氏は語った。 「冷たい物質を押し出すか、加熱するかのどちらかになります。熱すぎると、冷たいガスが見えなくなります。」

Sgr A* の周囲の領域には星がたくさんあり、星もそこから物質を噴出していますが、研究チームは、これらの恒星風がこれほど大きな空間を切り開くのに十分なエネルギーを運ぶことはないと考えています。

「物質が大幅に不足している。この空間を作るのにどれだけのエネルギーが必要かを計算した。この領域の星々が供給できるエネルギーを超えている」とゴースキー氏は説明した。 「基本的には、超大質量ブラック ホールからの入力があるはずです。そして、円錐の形状に従えば、それはブラック ホールを直接指していることになります。」

結果を再確認するために、科学者たちは NASA が行った同じ領域の観察に目を向けました。 チャンドラ X 線宇宙望遠鏡。

「異常な主張には異常な証拠が必要だ」とグルスキー氏は語った。 「私たちは、単に画像上のアーチファクトを見ているだけではないことを確認したかったのです。そして、チャンドラからの X 線画像が完璧にピンと来たのです。分子の特徴が揃っていました。」

これは、冷たいガス中の宇宙位置からのX線放射を明らかにすることで、アルマ望遠鏡の結果を裏付けるものでした。

「誰も見たことのないものを見つけたとき、最初に頭に浮かぶのは、『なんと、発見した』ということではない」とムルチコワ氏は語った。 「それは、『なんてことだ、私の手術の何が問題だったんだ？』ということだ」しかし、私たちの画像と X 線画像を重ねてみると、意味が分かり始めました。」

研究チームの結果は、活動銀河核（AGN）と呼ばれる他の銀河の明るい乱流領域に存在する超大質量ブラックホールと比較して、Sgr A* が著しく静かであることを裏付けているが、これらのブラックホールの風が緩んでいるわけではない。実際、科学者たちはそれが約2万年前から蔓延していたと考えています。

「他の銀河のほとんどは、生涯のほとんどをあまり活動的ではない状態で過ごしている」とムルチコワ氏は語った。 「しかし、私たちが見ることができるのは、ブラックホールが花火の段階にあるときだけです。花火の段階にあるブラックホールを研究することは非常に魅力的ですが、実際には、これがブラックホールの支配的な状態ではありません。「Sr A* はついに、この静止状態にあるブラックホールの寿命を知る窓を私たちに与えてくれました。」

チームの研究は木曜日（6月4日）、 天体物理学ジャーナルレター。