NASAのミッションは、4億光年離れたところから地球に向けて高エネルギーのビームを照射している超大質量ブラックホールを観測した。
Markarian 421 は高エネルギービームをシミュレートします。写真: NASA/パブロ・ガルシア
活動的な超大質量ブラックホールは、降着円盤と呼ばれる回転する物質の円盤に囲まれており、時間の経過とともにブラックホールに物質を供給します。吸収しきれない物質の一部は極地まで運ばれ、ほぼ光速で放出される。このプロセスにより、非常に明るく高エネルギーの電磁放射が生成されます。ライブサイエンス誌は7月30日、NASAの最新の発見のように、場合によってはビームがブレーザーと呼ばれる現象で地球に直接向けられると報じた。
マルカリアン421と名付けられたこのブレーザーはおおぐま座に位置し、2021年12月に打ち上げられたNASAの画像化X線偏光測定探査機（IXPE）ミッションによって観測された。 IXPE は、磁場の方向を示す極性と呼ばれる磁場の特性を調べます。マルカリアン 421 からのジェットの偏光は、粒子が加速するジェットの一部にもねじれた構造を持つ磁場があることを示しています。
ブレーザービームは宇宙空間に何百万光年も伸びるが、それが生成されるメカニズムはよくわかっていない。しかし、マルカリアン421のビームに関する新たな発見は、この宇宙現象の解明に役立つ可能性があると、イタリア宇宙局の天体物理学者で研究チームのリーダーであるローラ・ディ・ジェズ氏は述べた。
活動的な超大質量ブラックホールのジェットが非常に明るい主な理由は、粒子が光速に近づき、膨大なエネルギーを放出し、アインシュタインの特殊相対性理論に従って作用するためです。ブレーザービームは地球に向けられることで光の波長が増幅され、周波数とエネルギーが増加するため、明るさも増します。これら 2 つの効果により、結果として生じるブレーザーは、銀河内のすべての星からの光をすべて合わせたよりも明るくなる可能性があります。現在、IXPE はその光を使用して、Markarian 421 のビームの中心にある物理的メカニズムをマッピングし、光るビームの源を特定しています。
IXPE データ分析では、最初の観測と 2 番目の観測でビームの偏光が 0% に低下することが示されています。研究チームは回転する磁場がコルク抜きに似ていることを発見した。光、赤外線、電波の形での電磁放射の測定は、ビームの安定性と構造に影響を与えません。これは、衝撃波がマルカリアン 421 からのねじれた磁場に沿って伝播することを意味します。この新しい発見は、ねじれた磁場がビーム内の粒子を加速する衝撃波に寄与していることを示す、これまでで最も明確な証拠を提供します。
研究チームは、この現象の背後にあるメカニズムを理解するために、マルカリアン421の探査を継続するとともに、同様の特徴を持つ他のブレーザーを特定することを計画している。
アン・カン（ Live Scienceによる）
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