赤外線で分かってきた、超巨大ブラックホールの活動性

すばる望遠鏡で赤外線観測した28個の合体銀河。
この合体銀河で、超巨大ブラックホールが大量の物質を飲み込んで活性化され、ブラックホール周辺のガスがひじょうに明るく輝いているようすがとらえられました。

また一方で、合体銀河には複数の超巨大ブラックホールが存在すると考えられていたのですが、2つ以上の活動的な超巨大ブラックホールが検出された割合は全体の約15％しかなかったんですねー






すばる望遠鏡で撮影した、合体中の“大光度赤外線銀河”の赤外線画像。




現在の一般的な銀河形成理論では、ガスを豊富に持つ銀河同士が衝突・合体して、大きな銀河へ成長してきたと考えられています。
銀河の合体中には、ガスが集められることで星生成活動が活発になるんですねー

また、元の銀河の中心に存在する太陽の100万倍以上の質量を持つ超巨大ブラックホールに、物質が落ち込むことで、
ブラックホール周囲の円盤状ガスがひじょうに高温になり、とても明るく輝く“活動銀河中心核活動”が起こります。

これらの活動を観測的に理解することは、銀河形成を解明する上で重要なんですが、
大量のチリとガスに埋もれた場所で活動が生じる考えられていて、可視光線ではよく見えないんですねー
なので、チリによる吸収の影響を受けにくい、赤外線での観測が必要になってきます。

国立天文台ハワイ観測所の研究チームでは、赤外線で明るく輝く合体銀河“大光度赤外線銀河”を高解像度撮影することで、
チリに埋もれた活動的な超巨大ブラックホールを精密に研究する手法を確立したそうです。

活動的な超巨大ブラックホールと星生成活動は、どちらもチリを温めます。
でも、エネルギーの変換効率が異なるので、赤外線での光り方が違うので区別ができるんですねー

今回すばる望遠鏡に搭載された、近赤外線分光撮像装置“IRCS”と補償光学装置を用いて、合体中の“大高度赤外線銀河”を29個観測。
そして、2種類の赤外線波長の画像を比較したところ、28個の銀河において少なくとも1つの活動的な超巨大ブラックホールが存在することが確認できました。

これは、ガスを豊富に持つ合体銀河では、超巨大ブラックホールに大量の物質が落ち込んで明るく輝き、“活動銀河中心核活動”として観測されやすいということを示しているんですねー

チリに埋もれた活動的な超巨大ブラックホールの存在が、
複数確認された4個の合体銀河の赤外線画像。

一方で、2つ以上の活動的な超巨大ブラックホールが見つかった天体は4個しかありませんでした。

なので、合体銀河中に存在するすべての超巨大ブラックホールに、激しく物質が落ち込んでいる訳ではなく、その活動性に個性があると考えることができます。

超巨大ブラックホールへ物質が落ち込んで、その周囲が明るく輝く現象は、銀河全体の性質ではなく、ごく周辺のガスの運動などによって決まるんですね。













合体銀河における活動的な、超大質量ブラックホール付近。（イメージ図）