秒速1700kmで天の川銀河を脱出する恒星。ブラックホールに弾き飛ばされたか

天の川銀河の星々は各々の速度で移動していますが、他の星よりもずっと速く移動する「超高速度星」と呼ばれる星も幾つか見つかっています。今回、1秒間に1700kmという猛烈なスピードで天の川銀河から脱出しつつある超高速度星が見つかりました。

■他の星々の10倍も速く移動する超高速度星

銀河中心を高速で飛び出した恒星「S5-HVS1」（右）の想像図（Credit: James Josephides (Swinburne Astronomy Productions)）

今回カーネギーメロン大学のSergey Koposov氏らによる研究成果が発表されたのは、地球からおよそ2万9000光年先、つる座の方向にある「S5-HVS1」と呼ばれる恒星です。

研究チームがESA（欧州宇宙機関）の「ガイア」宇宙望遠鏡による観測データなどを用いてこの恒星の移動速度を調べたところ、天の川銀河の他の恒星より10倍も速い秒速1700km、時速に換算すれば600万kmという途方もない速度で移動していることが判明しました。あまりにも速いため、S5-HVS1は天の川銀河から脱出してしまいます。

日本の新幹線の最高速度が時速300km前後（※区間によって異なります）なので、S5-HVS1の移動速度は新幹線のおよそ2万倍。秒速約7.7kmで飛行する国際宇宙ステーション（ISS）と比べても、およそ220倍というスピードです。

■ブラックホールにペアを奪われた連星の成れの果て？

地球からS5-HVS1までの距離は宇宙のスケールからすれば比較的近かったため、研究チームはこの恒星がどこから移動してきたのかを追跡することができました。分析の結果、S5-HVS1は480万年ほど前に、天の川銀河の中心から秒速およそ1800kmで放り出されたことがわかりました。

太陽2.35個分の重さを持つ恒星を、どうすればこれだけ速く放出することができるのか。研究チームはその「犯人」を、天の川銀河の中心に存在が確実視されている超大質量ブラックホール「いて座A*（エースター）」だとみています。

研究チームが描くシナリオはこうです。まず、S5-HVS1は別の恒星とペアを組む連星として、銀河中心で誕生しました。ところが、連星が誕生した場所は、太陽の400万倍も重いとされるいて座A*に近いところでした。やがて連星はいて座A*に危険なほど接近し、片方の恒星がブラックホールに捕らえられてしまういっぽうで、S5-HVS1は大きな運動エネルギーを与えられて、銀河中心から弾き飛ばされたというのです。

こうした「連星の片方がブラックホールにつかまり、もう片方が高速で弾き飛ばされる」という現象が起こる可能性は、天文学者のJack Hills（ジャック・ヒルズ）氏によって過去に提唱されていました。研究に参加したTing Li氏は、今回研究されたS5-HVS1こそ、ヒルズ氏が提唱したメカニズムを証明する「最初の明確な事例」だとしています。

 

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Image: James Josephides (Swinburne Astronomy Productions)
Source: carnegiescience
文／松村武宏