ブラック ホールは、通過するすべてのものをむさぼり食うという評判があります。しかし、受け取るだけでなく与えることも好きな人もいます。超大質量ブラック ホール (銀河の中心に潜む巨大なブラック ホール) のごく一部が、粒子の光速ジェットを放出します。これらの宇宙獣の 200 以上の新しい調査では、ジェットが科学者が考えていたよりもはるかに強力であることがわかりました。天文学者はジェットに動力を与えるものを知りませんが、チームによると、この新しい結果は 1 つの提案された説明を支持します:ジェットはブラック ホール自体の回転エネルギーを利用しているということです。
「とてもわくわくします」と、英国ケンブリッジ大学天文学研究所所長のアンドリュー・ファビアンは言う。 「これが可能かどうかは長い間議論されてきました。」
超大質量ブラック ホールの約 1% には、その周りを渦巻くガスと塵の「降着円盤」があります。この円盤からの物質がブラック ホールに向かって落下すると、落下するデブリが非常に熱くなり、銀河の残りの部分よりも明るく輝きます。これらのアクティブなブラック ホールの 10 分の 1 は、光の速度の 99.995% で粒子を発射するジェットも生成します。天体物理学者は、降着円盤がジェットを生成するのではないかと疑っていますが、その方法はわかっていません.
より良いアイデアを得るために、イタリアのメラテにある国立天体物理学研究所の天体物理学者 Gabriele Ghisellini が率いるチームは、アーカイブ データを調査し、ガンマ線観測を見つけることができる 217 個の明るい超大質量ブラック ホールのサンプルを選び出しました。ジェットの明るさ）と光学観測（降着円盤の光度を得るため）。調査の鍵となったのは、2008 年に打ち上げられた NASA のフェルミ ガンマ線宇宙望遠鏡からのデータでした。「必要な情報を含むサンプルのコレクションを構築するのに時間がかかりました」と Gisellini 氏は言います。
降着円盤の光度をジェットのガンマ線出力に対してプロットし、チームは今日 Nature でオンラインで報告しています 両者の間に明確な直線関係があること。円盤が明るくなるほど、ジェットはより強力になり、降着円盤とジェットがリンクしているという考えが固まります。しかし、ギセリーニ氏によると、宇宙に放射される総出力に関しては、ほとんどのジェットが降着円盤の 10 倍の出力を出していました。 「[ブラックホールに向かって落下する降着物質の]重力エネルギーだけでなく、別のエンジンが存在するに違いありません。」
ジェットがどのように形成されるかについての最も一般的な説明は、荷電粒子を含む高速回転する降着円盤が、ブラック ホールと接触する強力な磁場を生成するというものです。ブラック ホールが回転している場合、フィールドを引きずり、ブラック ホールの回転極でタイトなコーンに巻き上げます。粒子をジェットとしてブラック ホールから遠ざけるように加速し、その過程でブラック ホールの回転からエネルギーを抽出するのは、このねじれた場です。ギセリーニ氏は、ジェットが降着円盤よりもはるかに強力であるというグループの発見は、円盤だけではジェットに動力を供給できないことを示していると述べています。ブラック ホールのスピンも関与しているに違いありません。
ファビアンは、結果がブラックホールのスピンの役割を証明するという主張について、彼はまだ「わずかな留保」を持っていると言います.彼によると、磁場が降着円盤から電力を吸収し、明るさが低下している可能性もあります。
「科学の次のステップは、ブラック ホールのスピンを測定することです」とギセリーニは言い、スピン速度がジェットのパワーに関係しているかどうかを調べます。 「しかし、測定するのは非常に難しいです。」ファビアン氏によると、NASA の NuSTAR X 線望遠鏡を使用している研究者は、わずか 1 つまたは数個の星から形成された恒星サイズのブラック ホールのスピン速度を測定しました。紛らわしいことに、これらの小さな回転するブラック ホールには、ジェットがあるものとないものがあります。 「[ブラック ホールにジェットがあるかどうかを定義する] 他のパラメーターがあるはずですが、それが何であるかはわかりません」とファビアンは言います。
そのため、ブラック ホールのスピンがジェットに動力を与えているという証拠が増えていますが、天体物理学者は、超大質量ブラック ホールのスピンを測定できるようになるまで待たなければならない可能性があります。 Ghisellini は、ヨーロッパの Athena X 線天文台がその仕事を行うことができると考えていますが、彼は長い間待たなければなりません:Athena の打ち上げは 2028 年に予定されています.
