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宇宙塵の輪に隠れて捕らえられた超大質量ブラックホール

2022-03-02 21:10:54 | 銀河
メシエ77の中心に宇宙塵の雲の中に超大質量ブラックホールが隠れていることをVLTIに搭載されたMultiAperTure中赤外分光実験( MATISSE )が検出した。以下、機械翻訳。
宇宙塵の輪に隠れて捕らえられた超大質量ブラックホール
2022年2月16日

ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡干渉計(ESOのVLTI)は、超大質量ブラックホールを隠している銀河メシエ77の中心に宇宙塵の雲を観測しました。調査結果は約30年前に行われた予測を確認し、天文学者に「活動銀河核」、宇宙で最も明るく最も謎めいた物体のいくつかへの新しい洞察を与えています。
活動銀河核(AGN)は、超大質量ブラックホールを動力源とする非常にエネルギーの高い源であり、一部の銀河の中心にあります。これらのブラックホールは、大量の宇宙塵やガスを供給します。それが食べ尽くされる前に、この物質はブラックホールに向かってらせん状になり、その過程で大量のエネルギーが放出され、しばしば銀河のすべての星を凌駕します。
天文学者は、1950年代にこれらの明るい天体を最初に発見して以来、AGNに興味を持ってきました。現在、ESOのVLTIのおかげで、オランダのライデン大学のVioletaGámezRosasが率いる研究者チームは、彼らがどのように機能し、どのように見えるかを理解するための重要な一歩を踏み出しました。結果は本日Natureに掲載されました。
銀河メシエ77 (NGC 1068としても知られている)の中心を非常に詳細に観察することにより、ガメスロサスと彼女のチームは、超大質量ブラックホールを隠している宇宙塵とガスの厚いリングを検出しました。この発見は、AGNの統一モデルとして知られている30年前の理論をサポートするための重要な証拠を提供します。
天文学者は、AGNにはさまざまな種類があることを知っています。たとえば、電波のバーストを放出するものもあれば、放出しないものもあります。特定のAGNは可視光で明るく輝きますが、メシエ77のような他のAGNはより落ち着きがあります。統一モデルは、それらの違いにもかかわらず、すべてのAGNは同じ基本構造を持っていると述べています:厚い塵の輪に囲まれた超大質量ブラックホール。
このモデルによると、AGN間の外観の違いは、地球からブラックホールとその厚いリングを見る方向に起因します。私たちが見るAGNのタイプは、リングが私たちの視点からブラックホールをどれだけ覆い隠しているかによって異なり、場合によってはブラックホールを完全に隠します。
天文学者は、メシエ77の中心に暖かい塵を見つけるなど、以前に統一モデルを支持するいくつかの証拠を見つけました。しかし、この塵がブラックホールを完全に隠すことができるかどうかについて疑問が残り、したがって、このAGNが可視光でより明るく輝かない理由を説明します。その他。
「ダストクラウドの本当の性質と、ブラックホールへの供給と、地球から見たときのブラックホールの見え方の決定の両方におけるそれらの役割は、過去30年間のAGN研究の中心的な問題でした」とGámezRosasは説明します。「私たちが持っているすべての質問を解決する単一の結果はありませんが、AGNがどのように機能するかを理解する上で大きな一歩を踏み出しました。」
チリのアタカマ砂漠にあるESOのVLTIに搭載されたMultiAperTure中赤外分光実験( MATISSE )のおかげで、観測が可能になりました。MATISSEは、干渉法と呼ばれる手法を使用して、ESOの超大型望遠鏡(VLT)の4つの8.2メートル望遠鏡すべてによって収集された赤外線を組み合わせました。チームはMATISSEを使用して、くじら座の4700万光年離れた場所にあるメシエ77の中心をスキャンしました。
「マティスは広範囲の赤外線波長を見ることができるので、ほこりを透視して温度を正確に測定することができます。VLTIは実際には非常に大きな干渉計であるため、メシエ77までの銀河でも何が起こっているかを確認する解像度があります。取得した画像は、ブラックホール周辺の塵雲の温度変化と吸収を詳細に示しています。ライデン大学の教授である共著者のウォルター・ジャッフェは言います。
ブラックホールからの強い放射によるダスト温度の変化(室温付近から約1200°C)と吸収マップを組み合わせて、ダストの詳細な画像を作成し、ブラックホールがどこにあるべきかを特定しました。ブラックホールが中央に配置された、厚い内輪とより拡張されたディスク内のほこりは、統一モデルをサポートします。チームはまた、ESOが共同所有するアタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイのデータと、国立電波天文台の非常に長いベースラインアレイのデータを使用して画像を作成しました。
「私たちの結果は、AGNの内部の仕組みをよりよく理解することにつながるはずです」とGámezRosasは結論付けています。「彼らはまた、過去に活動していたかもしれない超大質量ブラックホールを中心に持つ天の川の歴史をよりよく理解するのに役立つかもしれません。」
研究者たちは現在、ESOのVLTIを使用して、銀河のより大きなサンプルを検討することにより、AGNの統一モデルのより多くの裏付けとなる証拠を見つけることを目指しています。
フランスのニースにあるObservatoiredelaCôted'AzurのMATISSEプリンシパルインベスティゲーターであるチームメンバーのBrunoLopezは、次のように述べています。 AGNのサンプル。」
この10年の後半に観測を開始する予定のESOの超大型望遠鏡(ELT)も検索を支援し、チームの調査結果を補完し、AGNと銀河間の相互作用を調査できるようにする結果を提供します。

詳しくは
この研究は、「活動銀河NGC 1068のブラックホールを隠す塵の熱画像」(doi:10.1038 / s41586-021-04311-7)という論文で発表され、 Natureに掲載されました。
チームは、VioletaGámezRosas(ライデン天文台、ライデン大学、オランダ[ライデン])、Jacob W. Isbell(マックスプランク電波天文研究所、ハイデルベルク、ドイツ[MPIA])、Walter Jaffe(ライデン)、Romain G.Petrovで構成されています。 (コートダジュール天文台、コートダジュール天文台、CNRS、ラボラトワールラグランジュ、フランス[OCA])、ジェームズH.レフトリー(OCA)、カールハインツホフマン(マックスプランク電波天文学研究所、ボン、ドイツ[OCA] MPIfR])、Florentin Millour(OCA)、Leonard Burtscher(Leiden)、Klaus Meisenheimer(MPIA)、Anthony Meil​​land(OCA)、Laurens BFM Waters(Department of Astrophysics / IMAPP、Radboud University、the Netherlands; SRON、Netherlands Institute for Space Research、オランダ)、Bruno Lopez(OCA)、StéphaneLagarde(OCA)、Gerd Weigelt(MPIfR)、Philippe Berio(OCA)、Fatme Allouche(OCA)、Sylvie Robbe-Dubois(OCA)、PierreCruzalèbes(OCA)、Felix Bettonvil(ASTRON、オランダ、ドウィンゲロープ[ASTRON])、Thomas Henning(MPIA)、Jean-Charles Augereau(Univ。GrenobleAlpes、CNRS、惑星科学および天体物理学研究所、フランス[IPAG]) 、Pierre Antonelli(OCA)、Udo Beckmann(MPIfR)、Roy van Boekel(MPIA)、Philippe Bendjoya(OCA)、William C. Danchi(NASA Goddard Space Flight Center、Greenbelt、USA)、Carsten Dominik(Anton Pannekoek Institute for Astronomy 、オランダ、アムステルダム大学[API])、Julien Drevon(OCA)、Jack F. Gallimore(米国ペンシルベニア州ルイスバーグ、バックネル大学物理学および天文学科)、Uwe Graser(MPIA)、Matthias Heininger(MPIfR) 、VincentHocdé(OCA)、Michiel Hogerheijde(Leiden; API)、Josef Hron(Department of Astrophysics、University of Vienna、Austria)、Caterina MV Impellizzeri(Leiden)、Lucia Klarmann(MPIA)、Elena Kokoulina(OCA)、Lucas Labadie(ケルン大学、ドイツの第1物理学研究所)、Michael Lehmitz(MPIA)、Alexis Matter(OCA)、Claudia Paladini(ヨーロッパ南天天文台、サンティアゴ、チリ[ ESO-Chile])、Eric Pantin(Centre d'Etudes de Saclay、Gif-sur-Yvette、France)、Jörg-UwePott(MPIA)、Dieter Schertl(MPIfR)、Anthony Soulain(Sydney Institute for Astronomy、University of Sydney 、オーストラリア[SIfA])、Philippe Stee(OCA)、Konrad Tristram(ESO-Chile)、Jozsef Varga(Leiden)、Julien Woillez(ヨーロッパ南天天文台、GarchingbeiMünchen、ドイツ[ESO])、Sebastian Wolf(Institute for Theoretical物理学と天文学、キール大学、ドイツ)、ギデオンヨッフェ(MPIA)、ジェラルドジンス(ESO-チリ)。Michael Lehmitz(MPIA)、Alexis Matter(OCA)、Claudia Paladini(ヨーロッパ南天天文台、サンティアゴ、チリ[ESO-Chile])、Eric Pantin(Centre d'Etudes de Saclay、Gif-sur-Yvette、フランス)、Jörg- Uwe Pott(MPIA)、Dieter Schertl(MPIfR)、Anthony Soulain(シドニー天文学研究所、オーストラリア、シドニー大学[SIfA])、Philippe Stee(OCA)、Konrad Tristram(ESO-Chile)、Jozsef Varga(Leiden)、 Julien Woillez(ヨーロッパ南天天文台、GarchingbeiMünchen、ドイツ[ESO])、Sebastian Wolf(Institute for Theoretical Physics and Astrophysics、University of Kiel、Germany)、Gideon Yoffe(MPIA)、Gerard Zins(ESO-Chile)。Michael Lehmitz(MPIA)、Alexis Matter(OCA)、Claudia Paladini(ヨーロッパ南天天文台、サンティアゴ、チリ[ESO-Chile])、Eric Pantin(Centre d'Etudes de Saclay、Gif-sur-Yvette、フランス)、Jörg- Uwe Pott(MPIA)、Dieter Schertl(MPIfR)、Anthony Soulain(シドニー天文学研究所、オーストラリア、シドニー大学[SIfA])、Philippe Stee(OCA)、Konrad Tristram(ESO-Chile)、Jozsef Varga(Leiden)、 Julien Woillez(ヨーロッパ南天天文台、GarchingbeiMünchen、ドイツ[ESO])、Sebastian Wolf(Institute for Theoretical Physics and Astrophysics、University of Kiel、Germany)、Gideon Yoffe(MPIA)、Gerard Zins(ESO-Chile)。Dieter Schertl(MPIfR)、Anthony Soulain(Sydney Institute for Astronomy、University of Sydney、Australia [SIfA])、Philippe Stee(OCA)、Konrad Tristram(ESO-Chile)、Jozsef Varga(Leiden)、Julien Woillez(ヨーロッパ南天天文台) 、GarchingbeiMünchen、ドイツ[ESO])、Sebastian Wolf(Institute for Theoretical Physics and Astrophysics、University of Kiel、Germany)、Gideon Yoffe(MPIA)、およびGerard Zins(ESO-Chile)。Dieter Schertl(MPIfR)、Anthony Soulain(Sydney Institute for Astronomy、University of Sydney、Australia [SIfA])、Philippe Stee(OCA)、Konrad Tristram(ESO-Chile)、Jozsef Varga(Leiden)、Julien Woillez(ヨーロッパ南天天文台) 、GarchingbeiMünchen、ドイツ[ESO])、Sebastian Wolf(Institute for Theoretical Physics and Astrophysics、University of Kiel、Germany)、Gideon Yoffe(MPIA)、およびGerard Zins(ESO-Chile)。
MATISSEは、フランスの研究所(J.-L.ラグランジュ研究所— INSU-CNRS —コートダジュール天文台—ニースソフィア大学-アンチポリス)で構成されるコンソーシアムによって、ESOと緊密に協力して設計、資金提供、構築されました( MPIA、MPIfRおよびキール大学)、オランダ(NOVAおよびライデン大学)、およびオーストリア(ウィーン大学)。コンコリー天文台とケルン大学も、機器の製造にいくらかのサポートを提供しています。
ヨーロッパ南天天文台(ESO)は、世界中の科学者がすべての人の利益のために宇宙の秘密を発見することを可能にします。私たちは、天文学者がエキサイティングな質問に取り組み、天文学の魅力を広めるために使用する世界クラスの天文台を地上で設計、構築、運用し、天文学における国際協力を推進しています。1962年に政府間組織として設立され、現在ESOは16の加盟国(オーストラリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、英国)、ホスト国のチリ、および戦略的パートナーとしてのオーストラリア。ESOの本部とそのビジターセンターおよびプラネタリウムであるESOSupernovaは、ドイツのミュンヘンの近くにあり、チリのアタカマ砂漠は 空を観察するための独特の条件を備えた素晴らしい場所は、私たちの望遠鏡をホストしています。ESOは、La Silla、Paranal、Chajnantorの3つの観測サイトを運営しています。パラナルでは、ESOは超大型望遠鏡とその超大型望遠鏡干渉計、および2つの調査望遠鏡、赤外線と可視光のVLT調査望遠鏡で動作するVISTAを運用しています。また、パラナルESOでは、世界最大で最も感度の高いガンマ線天文台であるチェレンコフ望遠鏡アレイサウスをホストおよび運用します。ESOは、国際的なパートナーと協力して、ミリ波とサブミリ波の範囲の空を観測する2つの施設であるChajnantorでAPEXとALMAを運用しています。パラナル近くのセロアルマソネスでは、ESOの超大型望遠鏡である「世界最大の空の目」を構築しています。サンティアゴのオフィスから、

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