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天文学:スターバーストの高速な銀河風は超新星からのエネルギーのほとんどを消費する

Nature 651, 8107 doi: 10.1038/s41586-026-10231-1

スターバースト銀河は、銀河スケールに及ぶ多様な温度や密度の銀河風を持つことが多く、こうした銀河風は、銀河周辺物質の金属量を高め、星間ガス雲を擾乱することによってさらなる星形成を制限すると考えられている。これらの銀河風は第一義的には超新星爆発によって駆動されるが、超新星のエネルギーが大規模な流れをどのようにして形成するのかは、いまだに明らかでない。今回我々は、X線分光撮像衛星(XRISM)に搭載されたResolve分光装置を用いて、スターバースト銀河M82の中心核における高温(T = 2 × 107 K)のガスが高速で運動しており、その視線方向の速度分散がσ = 595+464−128 km s−1であることを示す。これは、中心核領域からの高温の銀河風が高温ガスの圧力で生じたことと矛盾しない。我々は、自由膨張風モデルが、測定された高温ガス温度を再現するものの、速度を過小評価することを示す。中心核からの推定される質量およびエネルギーの流出率は、7 M yr−1および4 × 1042 erg s−1であり、これは、超新星エネルギーの大部分がガスの高温化に使われることを必要とする。これらの流出率は、≳30 M yr−1のより低温のアウトフローを駆動し、さらに最大3 M yr−1のガスを銀河間物質へ輸送するのに十分なエネルギーを供給でき、これは、宇宙線からエネルギーのさらなる供給なしでも、高温ガスの圧力がさまざまな温度や密度の銀河風を駆動するのに十分であることを示唆している。我々はまた、中心核のガスが、より大きなスケールで観測されるガスよりも高温かつ高速(kT = 0.72+0.10−0.08 keV、σ = 175+86−73 km s−1)であることを示す。これは、後者が異なる起源を持つことを示唆している。

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