その間隔わずか約300光年 近接した超大質量ブラックホールのペアをハッブル宇宙望遠鏡が観測

こちらは「おとめ座（乙女座）」の方向約2億3000万光年先の活動銀河「MCG-03-34-064」です。画像は「ハッブル宇宙望遠鏡（Hubble Space Telescope: HST）」の「掃天観測用高性能カメラ（ACS）」で取得したデータをもとに作成されました。背景はMCG-03-34-064の全体像で、右上に重ねられているのは銀河の中心部分を拡大した画像です。

【▲ ハッブル宇宙望遠鏡（HST）の掃天観測用高性能カメラ（ACS）で撮影された活動銀河「MCG-03-34-064」（Credit: Image: NASA, ESA, Anna Trindade Falcão (CfA); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)）】

ほとんどの銀河の中心には質量が太陽の数百万倍～数十億倍もある超大質量（超巨大）ブラックホールが存在すると考えられていて、なかには2つの銀河が合体したために超大質量ブラックホールがペアを組んでいることもあります。

ハッブル宇宙望遠鏡を運用するアメリカの宇宙望遠鏡科学研究所（STScI）によると、MCG-03-34-064の中心にも超大質量ブラックホールのペアが存在することが明らかになりました。その間隔はわずか300光年程度で、これまでに確認された超大質量ブラックホールのペアとしては最も近接しているといいます。銀河の合体がひんぱんに起きていた初期の宇宙では、こうしたペアがより一般的だった可能性が高いと考えられています。

ハッブル宇宙望遠鏡のACSで観測されたMCG-03-34-064の中心部分には3つの明るい光点が確認できます。ハーバード・スミソニアン天体物理学センター（CfA）のAnna Trindade Falcãoさんを筆頭とする研究チームは、ハッブル宇宙望遠鏡、X線宇宙望遠鏡「チャンドラ（Chandra）」、アメリカ・ニューメキシコ州の「カール・ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡群（Very Large Array: VLA）」で取得されたデータを分析した結果、そのうち2つは超大質量ブラックホールを原動力とする活動銀河核（※）だと結論付けました。最後の1つの光点は正体がはっきりしておらず、ブラックホールの1つが放出したジェットに衝突されたガスの可能性があるようです。

※…銀河中心部で強い電磁波が放射されている狭い領域。Active Galactic Nucleus: AGN。ブラックホールに引き寄せられた物質がらせんを描くように落下していく過程で形成した高温の降着円盤から、可視光線やX線といった強力な電磁波が放出されていると考えられています。

【▲ 合体する2つの銀河の中心に存在する降着円盤をともなう超大質量ブラックホールの想像図（Credit: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)）】

MCG-03-34-064で見つかった超大質量ブラックホールのペアは接近し続けており、観測された状態から約1億年後には合体して重力波を放出するとみられています。人類はこれまでに恒星質量ブラックホールどうしの合体にともなう重力波を数十例観測しましたが、超大質量ブラックホールの合体にともなう重力波の波長はずっと長いため、2030年代半ばに打ち上げが予定されている欧州宇宙機関（ESA）主導の宇宙重力波望遠鏡「LISA（Laser Interferometer Space Antenna）」による観測に期待が寄せられています。

冒頭の画像はSTScIをはじめ、アメリカ航空宇宙局（NASA）やESA、チャンドラを運用するCfAのチャンドラX線センター（CXC）から2024年9月9日付で公開されています。また、研究チームの成果をまとめた論文はThe Astrophysical Journalに掲載されています。

 

Source

STScI - NASA's Hubble, Chandra Find Supermassive Black Hole Duo CXC - NASA's Hubble, Chandra Find Supermassive Black Hole Duo NASA - NASA's Hubble, Chandra Find Supermassive Black Hole Duo ESA/Hubble - Black hole pair embedded in middle of active galaxy MCG-03-34-064 Trindade Falcão et al. - Resolving a Candidate Dual Active Galactic Nucleus with ∼100 pc Separation in MCG-03-34-64 (The Astrophysical Journal)

文・編集／sorae編集部