天体物理学：ペルセウス座銀河団における複合的なガス運動の駆動源の解明

銀河団は宇宙で最大の天体であり、温度が1000万〜1億℃のX線放射ガスで満たされている。それらの進化は、超大質量ブラックホール（SMBH）からのフィードバックや他の銀河団との合体といった高エネルギー過程によって形作られる。これらの過程がガスの運動に残す痕跡はほとんど明らかになっておらず、銀河団内部のエネルギー変換に対する我々の理解が制約されてきたが、X線分光撮像衛星（XRISM）を用いた精密分光マッピングは、前進への道筋を与えつつある。本論文で我々は、ペルセウス座銀河団のクールコアを半径方向にカバーする領域について、XRISMによるガス運動の測定結果を示す。我々は、異なる物理的スケールで作用する、ガス運動の少なくとも2つの支配的な駆動源の直接的な証拠を見いだした。すなわち、おそらくSMBHのフィードバックに関連すると考えられる、内側のおよそ60 kpcの小スケールの駆動源と、銀河団の合体に起源を持つ、外部コアの大スケールの駆動源である。この知見は、SMBHの活動期にフィードバックがガス運動を駆動し、もしその運動が完全に散逸して熱になれば、ペルセウス座銀河団のコアの放射冷却によるエネルギー損失を相殺する上で大きな役割を果たす可能性があることを示唆する。今回の研究は、大質量天体の進化における速度場およびその役割を確実に理解するための、広がった放射源のガス運動マッピング観測の必要性を明確に示している。本研究はさらに、SMBHのフィードバックモデルの優劣を判断するためのガス運動の情報を提供する。

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