2020年、eRosita X線望遠鏡は、銀河の中心のはるか上と下に伸びる2つの巨大な泡の画像をキャプチャしました。それ以来、天文学者は彼らの起源について議論してきました。現在、新しい研究は、泡が天の川の中心にある超大質量ブラックホールからの強力な放出の結果であることを示唆しています。ジャーナルNatureAstronomyに掲載されたこの研究は、ジェットが約260万年前に物質を噴出し始め、約10万年続いたことも示しています。
チームの結果は、2010年に発見された気泡とヘイズ（銀河の中心近くの荷電粒子のヘイズ）が同じ超大質量ブラックホールエネルギーフラックスによって形成されたことを示しています。この研究は、国立清華大学がUMおよびウィスコンシン大学と共同で実施したものです。
この研究の共著者であるUM天文学者MateuszRuszkowskiは、ブラックホールが内部の銀河とどのように相互作用するかを理解する必要があります。超大質量ブラックホールによって駆動されるフェルミバブルまたはeRositaモデルを信じるなら、これらの深い質問に答え始めることができます。
それらを観測した望遠鏡の後に、フェルミバブルとeRositaバブルと呼ばれるこれらのバブルを説明する2つの競合するモデルがあります。
最初のものは、流出が核星形成によって引き起こされることを示唆しています。そこでは、星が超新星で爆発し、物質を放出します。科学者の発見に裏付けられた2番目のモデルは、これらの流出が私たちの銀河の中心にある超大質量ブラックホールから放出されたエネルギーによって引き起こされていることを示唆しています。
これらのブラックホールの放出は、物質がブラックホールに向かって移動するときに発生しますが、ブラックホールの事象の地平線を越えることはありません。この物質の一部は宇宙に放出されるため、ブラックホールが制御不能になることはありません。しかし、ブラックホールから放出されたエネルギーは、ブラックホールの近くで物質を移動させ、大きな気泡を生成します。
構造自体の高さは11キロパーセクです。 1パーセクは3.26光年に相当します。これは、光が1年に移動する距離の約3倍です。したがって、構造は全体でほぼ36,000光年です。
ちなみに、天の川銀河の直径は30キロパーセクで、太陽系は銀河の中心から約8キロパーセクです。 eRositaの泡は、フェルミの泡の約2倍の大きさであり、フェルミの泡によって押し出されるエネルギー波または衝撃波によって膨張する、と研究者らは述べています。
天文学者はeRositaの泡を観測することに興味を持っています。これは、それらが私たちの銀河に由来し、他の銀河に由来しないためです。科学者によると、私たちが流出に近いということは、天文学者が膨大な量のデータを収集できることを意味します。データは、天文学者にブラックホールのジェットにどれだけのエネルギーがあるか、そのエネルギーがどれくらいの時間注入されたか、そして泡がどのような材料でできているかを伝えることができます。
科学者たちは、星形成モデルを除外できるだけでなく、この超大質量ブラックホールモデル内で同じ画像や現実に非常によく似た画像を作成するために必要なパラメータを微調整することもできます。ポンプで注入されたエネルギーの量、それらの泡の内部にあるもの、それらの泡を作成するためにエネルギーが注入された時間など、特定のものをより適切に制限できます。
彼らは中に何を持っていますか？宇宙線、高エネルギー放射線の一種。 eRositaの泡は、内容が不明なフェルミの泡を囲んでいます。しかし、研究者のモデルは、各構造内の宇宙線の数を予測することができます。ブラックホールのエネルギー注入は気泡を膨らませ、エネルギー自体は光線の運動エネルギー、熱エネルギー、宇宙エネルギーの形でした。これらの形態のエネルギーのうち、フェルミミッションは宇宙線ガンマ線信号のみを検出することができました。
私たちのシミュレーションは、宇宙線と天の川内のガスとの間の相互作用を考慮に入れているという点で独特です。ブラックホールジェットによって注入された宇宙線は膨張し、ガンマ線で光るフェルミバブルを形成すると、天文学者は言います。
同じ爆発でガスが銀河中心から押し出され、衝撃波が形成され、eRositaの泡として観測されます。 eRositaの泡の新しい観測により、ブラックホール活動の期間をより正確に制限し、私たち自身の銀河の歴史をよりよく理解することができました。
研究者のモデルは、核星形成の典型的な期間、したがって星形成が泡形成エネルギーを導入する期間が約1000万年であるため、核星形成理論を除外します。
天文学者は、eRositaミッション、NASAのフェルミガンマ線宇宙望遠鏡、プランク天文台、およびウィルキンソンマイクロ波異方性プローブからのデータを使用しました。
この研究はNatureAstronomyに掲載されました。
2022-03-11 10:22:54
著者: Vitalii Babkin