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天体物理学:宇宙のクモの巣構造の規模に及ぶブラックホールからのジェット

Nature 633, 8030 doi: 10.1038/s41586-024-07879-y

超大質量ブラックホール(SMBH)から放出される強力なジェットは、数百万年にわたって持続すると、銀河からなる宇宙最大規模の構造となる。こうした高エネルギー流は、銀河間物質(IGM)に電子や原子核、磁場を供給することにより、宇宙のクモの巣構造における物質と磁場の分布に影響を及ぼしており、宇宙初期の時代に遠方まで到達していたとすれば、広範囲に及ぶ宇宙論的な影響を与える可能性がある。過去50年にわたり、ブラックホールジェット対の既知のサイズ範囲は、4.6~5.0 Mpc、すなわち局所宇宙における宇宙ボイドの半径の20~30%の所で終わっていた。また、より長いジェットが観測されていないことと、理論的な結果から、成長限界はおよそ5 Mpcであると示唆されている。本論文で我々は、ビッグバン後の4.4+0.2−0.7〜6.3 Gyrにブラックホールによって生成されたと考えられる、およそ7 Mpc、すなわち同時代の宇宙ボイド半径の約66%にわたって広がる電波構造を観測したことを報告する。この構造は、北側ローブ、北側ジェット、コア、内部にホットスポットを有する南側ジェット、逆流(バックフロー)を伴う南側の外部ホットスポットからなる。この系は、宇宙が現在の7〜 15+6−2倍の密度だった時代でさえ、ジェットが宇宙論的な距離にわたって磁気流体力学的な不安定性による破壊を回避できることを示している。ジェットがこのような長寿命のコヒーレンスをどのように維持できるのかは、現時点では分かっていない。

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