初期の宇宙で検出された死にかけている銀河の内部の超大質量ブラックホール

この研究で使用された銀河の画像に囲まれたCOSMOS調査地域。 これらの銀河では、星形成は約100億年前に止まりました。 (すばる望遠鏡とVISTAのデータを組み合わせた3色擬色合成画像)。 クレジット:NAOJ

天文学者の国際チームは、スバル望遠鏡を含む世界最高の望遠鏡からの観測を組み合わせたデータベースを使用して、初期宇宙の死にかけている銀河のアクティブな超大質量ブラックホールからの信号を検出しました。 これらの活発な超大質量ブラックホールの出現は、ホスト銀河の変化と相関しており、ブラックホールがそのホスト銀河の進化に広範囲にわたる影響を与える可能性があることを示唆しています。

天の川銀河には、まだ形成されている星を含む、さまざまな年齢の星が含まれています。 しかし、楕円銀河として知られている銀河では、すべての星が古く、ほぼ同じ年齢です。 これは、その歴史の初期に、楕円銀河が突然終了した多産の星形成の期間を持っていたことを示しています。 なぜこの星形成がいくつかの銀河で止まったのに他の銀河では止まらなかったのかはよく理解されていません。 1つの可能性は、超大質量ブラックホールが一部の銀河のガスを破壊し、星形成に適さない環境を作り出すことです。

この理論をテストするために、天文学者は遠くの銀河を調べます。 光の速度は有限であるため、光が空間の隙間を通過するのに時間がかかります。 100億光年離れた物体から見える光は、地球に到達するために100億年も移動しなければなりませんでした。 したがって、今日私たちが見ている光は、100億年前にその銀河を去ったときの銀河の様子を示しています。 ですから、遠くの銀河を見ることは、時間を振り返るようなものです。 しかし、その間にある距離は、遠くの銀河が暗く見えることも意味し、研究を困難にします。

これらの困難を克服するために、日本の総合研究大学院大学の伊藤圭が率いる国際チームは、宇宙進化調査(COSMOS)を使用して、95〜125億光年離れた銀河をサンプリングしました。 COSMOSは、アタカマ大型ミリ波サブミリ波アレイ(ALMA)やすばる望遠鏡などの世界をリードする望遠鏡で取得されたデータを組み合わせたものです。 COSMOSには、電波、赤外光、可視光線、X線データが含まれています。

チームは最初に光学データと赤外線データを使用して、星形成が進行中の銀河と星形成が停止した銀河の2つのグループを特定しました。 X線と電波データの信号対雑音比は弱すぎて個々の銀河を特定できませんでした。 そこで、チームはさまざまな銀河のデータを組み合わせて、「平均的な」銀河の信号対雑音比の高い画像を作成しました。 平均化された画像で、チームは星形成のない銀河のX線と電波の両方の放射を確認しました。

100億光年以上離れた遠方の銀河でこのような放出が検出されたのはこれが初めてです。 さらに、結果は、X線と電波の放射が強すぎて銀河の星だけでは説明できないことを示しており、アクティブな超大質量ブラックホールの存在を示しています。 このブラックホール活動信号は、星形成が進行している銀河では弱くなります。

これらの結果は、 アストロフィジカルジャーナル、初期宇宙での星形成の突然の終わりが超大質量ブラックホール活動の増加と相関していることを示しています。 関係の詳細を決定するには、さらに調査が必要です。


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詳しくは:
伊藤圭他、COSMOS2020:0での大規模な静止銀河のユビキタスAGN活動The Astrophysical Journal(2022)。 DOI:10.3847 / 1538-4357 / ac5aaf

国立天文台提供

引用:初期宇宙(2022年5月27日)で検出された死にかけている銀河内の超大質量ブラックホールは、https://phys.org/news/2022-05-supermassive-black-holes-dying-galaxies.htmlから2022年5月28日に取得されました

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