太陽の何兆倍もの明るさを持ち、活動的な銀河の中心に位置するクエーサーと呼ばれる、宇宙で最も明るく強力な天体に関する大きな謎が、ついに解明された可能性があるようだ。

クエーサーは、宇宙で最も明るく強力な天体だが、発見されてから60年、科学者は今まで、その形成過程を説明出来なかった。

王立天文学会の月刊誌『Monthly Notices of Royal Astronomical Society』に掲載された新しい研究では、2つの銀河衝突がこの巨大な宇宙の輝きを生み出す引き金となる事象であることが明らかにされた。

シェフィールド大学とハートフォードシャー大学の研究者の観測により、クエーサー形成の引き金となる事象として、銀河の衝突説を強く支持する証拠が示された。

ラパルマ島のアイザック・ニュートン望遠鏡を使って、クエーサーのある銀河48個とクエーサーのない銀河100個を調べたところ、クエーサーのある銀河は、他の銀河と直接相互作用したり活発に衝突している可能性が3倍高いことが判明したのだ。

ほとんどの銀河の中心には超巨大ブラックホールがあり、活動銀河核であれば非常に明るく、大量のガスを活発に消費していることが分かる。ブラックホールに飲み込まれる前に、ガスは信じられないほどのスピードで加速され、ブラックホールの降着円盤の中でガスが相互作用することによって、強力な放射線が放出されるのだが、これが皮肉にも活動中の超巨大ブラックホールを非常に明るくしている。

しかし、クエーサーでは、このプロセスが加速される。超巨大ブラックホールで大量のガスが消費されても、銀河のガスの大部分は中心部のブラックホールからずっと離れた場所に含まれている。銀河の衝突は、このガスを銀河の中心にある超巨大ブラックホールに向かって押し込むことになり、通常よりもはるかに多くのガスが供給されることになるのだ。

「クエーサーは、世界中の科学者がもっと知りたいと思っている分野です。NASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の主な科学動機の1つは、宇宙で最も初期の銀河を研究することです。ウェッブは、約130億年前に放射した最も遠いクエーサーからの光でさえ検出することができるのです。クエーサーは、宇宙の歴史を理解する上で重要な役割を担っており、もしかしたら天の川銀河の未来もわかるかもしれません。」と、この研究の主執筆者であるハートフォードシャー大学の博士研究員、Jonny Pierce博士は声明で述べている。

Pierce博士が示すように、この新しい研究は、私たちの銀河系の未来に興味深い見通しを示している。私たちは将来、クエーサーを発生させる可能性が高い銀河に住んでいるのだ。

天の川銀河が、最も近い銀河系であるアンドロメダ銀河と衝突することは以前から知られていたが、今回の研究が正しければ、天の川銀河の中心にある超巨大ブラックホール、いて座A*がその過程でクエーサーになる可能性があるのだという。

今週の論文の共著者であるシェフィールド大学物理・天文学科のClive Tadhunter教授は、「クエーサーは宇宙で最も極端な現象の一つであり、我々が見たものは、約50億年後にアンドロメダ銀河と衝突する我々の天の川銀河の未来を表していると思われます」と述べている。

「しかし、ありがたいことに、地球はしばらくの間、このような終末的なエピソードに近づくことはないでしょう」。

天の川銀河とアンドロメダ銀河が衝突するのは、あと50億年ほど先のことなので、私たち人類に与える影響は、悠久の彼方のことである。しかし、銀河の衝突がもたらす結果は、無害とは言い難い。

クエーサーは、合体時に銀河の外側にあるガスが急増することで発生するため、新しい星の形成に必要な銀河内のガスが圧倒的に少なくなり、銀河が何十億年も停滞する可能性があるとのことだ。

論文

• Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Galaxy interactions are the dominant trigger for local type 2 quasars 

参考文献

• EurekAlert!: Astronomers solve the 60-year mystery of quasars – the most powerful objects in the Universe

研究の要旨

最も明るいクエーサーのような活動銀河核（AGN）のトリガーメカニズムは、銀河の合体によるトリガーを支持する研究もあれば、このメカニズムを支持する証拠をほとんど見いだせない研究もあり、未だに議論の種となっています。ここでは、アイザック・ニュートン望遠鏡/広視野カメラによる、光学的に選択された48個のタイプ2クエーサーの完全なサンプル、QSOFEEDサンプル（L[OIII]>108.5L⊙）の深いイメージング観測を紹介します。 ; z < 0.14). 8つの分類器による目視検査に基づき、銀河間相互作用が局所宇宙におけるクエーサー活動の主要な誘発メカニズムであることを示す明確な証拠を発見した。
のクェーサーホストが銀河の合体や遭遇と一致する形態的特徴を示しているのに対し、わずか22+5-4 これは、恒星質量と赤方偏移を一致させた非AGN銀河の比較サンプルの5σの差である。タイプ2のクェーサーホストは、AGN銀河以外の銀河に比べて、3.0+0.5-0.8倍も これは、同程度の[O III]輝度と赤方偏移を持つ強力な3CR電波AGNに対する我々の過去の結果と同様である。クェーサーは銀河合体のピークで2つの核が合体するときに誘発され、合体後に初めて見えるようになるという考えとは対照的に、我々のサンプルでは、形態が乱れたタイプ2のクェーサー源の大部分は合体前の段階で観測されています（61+8-9 パーセント）。この分野の観測結果を取り巻く曖昧さの多くは、観測された表面輝度の深さの違いと、宇宙論的な表面輝度の減衰の影響によるものであることを主張するものである。