今日のテーマ：宇宙で最も明るい光には、ある暗い起源を持っている
＜イメージの説明＞： このアーティストのコンセプトに示されているように、活動銀河の中心では、超大質量ブラックホールに向かって落下する物質が、光速に近い速度で移動する粒子のジェットをつくり出す。
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空で最も明るい光源のいくつかは、銀河の中心にあるブラックホールの周りの領域から来ている。ちょっと矛盾しているように聞こえるが、我々の目には明るく見えないけれども衛星は宇宙全体で多くのそれらを発見している。
その衛星の一つが、NASAのフェルミガンマ線宇宙望遠鏡である。フェルミは2008年の打上げ以来、何千ものこの種の銀河を発見してきたが、そこには更に多くの銀河がある。
＜右のアニメ .mp4 の説明＞： NASAのフェルミガンマ線宇宙望遠鏡に搭載された大面積望遠鏡(LAT)からわずか1年間のデータを使用したこのアニメーションでの、宇宙のガンマ線の花火のショーを見よう。各オブジェクトのマゼンタ色の円は、明るくなるにつれて大きくなり、暗くなると小さくなる。黄色の円は、太陽が空を横切るように見える年間パスに従っていることを表している。このアニメーションは、継続的に更新されるリポジトリ内の 1,500 を超えるオブジェクトで利用可能なLATガンマ線記録のサブセットを示している。これらの源の90%以上は、超大質量ブラックホールの活動によって動力を得ている ブレーザー（blazar） と呼ばれる銀河の一種である。
ブラックホールは、光も粒子も何も逃げられないほど重力が強い宇宙の領域である。ほとんどの銀河は、その中心に超大質量ブラックホールがあり、これらのブラックホールは太陽の数十万倍から数十億倍の質量がある。活動銀河核(active galactic nuclei または単に「活動銀河」 active galaxies：略して「AGN」)では、中央領域にはガスとダストが詰め込まれており、それらは常にブラックホールに向かって落ち込んでいる。ガスとダストが落ちると、それらは回転し始め、円盤を形成する。摩擦やその他の力が働くため、回転する円盤が熱くなる。
＜イメージの説明＞： この活動銀河マルカリアン573の合成図は、NASAのチャンドラX線天文台からのX線データ(青)とニューメキシコのカール・G・ジャンスキー超大型アレイからの電波観測(紫)とハッブル宇宙望遠鏡からの可視光画像(金)を組み合わせたものである。マルカリアン573は、中心にある超大質量ブラックホールから放出される2つの円錐形が流れ出ている活動銀河である。
円盤の熱は光として放出されるが、それは我々が目で見ることができる波長だけではない。AGNからの光は、より身近な電波や光波から、特別な望遠鏡で見つける必要があるエキゾチックなX線やガンマ線まで、電磁スペクトル全体にわたって検出される。
AGNの約10個に1個は、光とほぼ同じ速さで移動する高エネルギー粒子のジェットを放出する。科学者達は、これらのジェットを研究して、その膨大な重力ですべてを引き込むブラックホールが、これらのジェットで粒子を推進するために必要なエネルギーをどのように供給しているかを理解しようとしている。
＜イメージの説明＞： このアーティストのコンセプトは、約5億光年離れたところにある活動銀河TXS 0128+554の2つの視界を示している。
左は、銀河の中心のジェットが、両方を同じ角度から見た場合のように見える。ダストとガスの円盤に埋め込まれたブラックホールは、光速に近い速度で移動する一対の粒子ジェットを発射する。科学者達は、NASAのフェルミガンマ線宇宙望遠鏡によって検出されたガンマ線(マゼンタ)は、これらのジェットの基部から発生していると考えている。ジェットが銀河を取り巻く物質と衝突すると、電波の波長(オレンジ色)で見られるのと同じローブを形成する。ジェットは2つの異なる活動を経験し、ローブとブラックホールの間にギャップができた。
右は、銀河は実際の向きで見え、ジェットは我々の視界から約50度傾いている。
＜イメージの説明＞： AGNの種類を見分ける方法の多くは、我々の視点から見てAGNがどのように向きかによって異なる。例えば、電波銀河では、ジェットが宇宙空間に大量のエネルギーを放出しているのが横から見える。ブレーザーはAGNの一種であり、ジェットが地球にほぼ直接向けられているために、AGNは特に明るくなっている。
フェルミは2008年からガンマ線源を空で探してきた。発見された情報源の半分以上は活動銀河だった。ガンマ線は、粒子がどのように加速し、環境とどのように相互作用するかについて多くのことを教えてくれる。
では、なぜAGNに関心があるのだろう？ 我々は、宇宙の歴史の初期にいくつかのAGNが形成されたことを知っている。その巨大な力で、彼らはほぼ間違いなく宇宙が時間とともにどのように変化するかに影響を与えてきた。AGNの仕組みを発見することで、宇宙がどのようにして今のような形になったのかをよりよく理解することができる。
＜ひとこと＞： 今日の記事はやや難解かもしれませんが・・・。
それぞれの大判はイメージのリンクから。
＜出典＞： NASA Universe Web Team
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