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 宇宙で一番明るい銀河から放たれる光のゆらめきは、もしかしたら双子のブラックホールの共同作品かもしれないそうだ。

 その銀河は宇宙でもっとも激しい現象として知られる「ブレーザー」のことだ。

 そこには地球めがけてほぼ光速のジェットを噴出する超大質量ブラックホールが存在するとされているが、なぜだかその光には揺らぎがある。

 『The Astrophysical Journal』(2023年7月6日付)に掲載された研究によれば、この揺らぎはそこにはあるもう1つのブラックホールが原因である可能性が高いという。

 そのブラックホールのペアは、ダンスでもするかのようにお互いを周っており、そのせいでジェットをゆらゆらと揺らしている。この「歳差運動(自転している物体の回転軸が、円をえがくように振れる現象)」が光の揺らぎの原因なのだそうだ。

【画像】 宇宙でもっとも激しく活動する天体「ブレーザー」

 宇宙でもっとも明るい天体の一つに「クエーサー」がある。

 非常に遠いところにあり、しかも明るすぎるために一見したところ星のような点に見える。だがその正体は、中心に超巨大なブラックホールがある銀河だと考えられている。

 こうした銀河では、中心にある超大質量ブラックホール(活動銀河核)が、その周囲に渦を巻いている物質をがぶ飲みしている。

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 だが、そうした物質はすべてが飲み込まれるわけではなく、事象の地平面の外側にある磁力線に沿って極までまわり込み、光速近くまで加速されてプラズマジェットとして放出される。

 その凄まじいエネルギーがクエーサーの明るさの秘密だ。

 今回の「ブレーザー」は、クエーサーの一種なのだが特別なタイプだ。ブレーザーのジェットはちょうど地球を向いている。つまり真正面から見えるクエーサーなのだ。

 だがブレーザーの光には不可思議なところがある。光の強さが変化するのだ。これまで、その原因は不規則なもの(物質の塊がジェットに注ぎ込まれてフレアが生じるなど)だと考えられてきた。

 ところが最新の研究によれば、実はそうではないのかもしれない。

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ブラックホールジェットが歳差運動を起こしていることが、ブレーザーの光が変動する原因である可能性が高い / image credit:ilumbra - AstroPhysical MediaStudio

ジェットを揺らす歳差運動

 ドイツ、マックス・プランク電波天文研究所のシルケ・ブリッツェン氏らは、「OJ287」というブレーザーを調べて、光の揺らぎがジェットの「歳差運動」によるものである可能性を突き止めた。

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 回転するコマの軸を観察すれば、ゆっくりと円を描くように動いているのがわかるだろう。これが歳差運動だ。

 つまりブレーザーの光の変動は、ブラックホールがゆらゆらと揺れることで、ジェットもまた揺らいでいることが原因と考えられるという。

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双子のブラックホールの片方が周囲を周回することで、ジェットが歳差運動を起こすと考えられる / image credit:Michal Zajaček/UTFA MUNI

ブラックホールはなぜ揺らぐのか?

 ではブラックホールはなぜ揺らぐのか?

 じつはOJ287には2つの超大質量ブラックホールがあり、お互いの周りを軌道している。

それが降着円盤にトルクをくわえ、歳差運動を引き起こす。これは地球の地軸が月や太陽から影響を受けるのにも似ているという。

 OJ287は少々極端な例で、その光の変動はかなりはっきりしている。だがそこまではっきりしていないほか11のブレーザーの光の揺らぎも、同じようにして説明できるという。

 確かに物質の塊や衝撃のような原因もあるかもしれないが、それでもその根底には歳差運動があるだろうと研究チームは考えている。

 今のところ、この連星ブラックホールの降着円盤をはっきり観察できるような望遠鏡は存在しない。

だが歳差運動やほかのブレイザーの根気よく観測することで、そこで何が起きているのかヒントを得られるとのことだ。

References:Precession-induced Variability in AGN Jets and OJ 287 - IOPscience / Mysterious Black Hole Twins May Fuel The Brightest Galaxies in Space : ScienceAlert / written by hiroching / edited by / parumo

追記(2023/09/13)誤字を修正して再送します。

 
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宇宙でもっとも明るい銀河は、双子のブラックホールが合体して作り上げている可能性