国立天文台 水沢

「ほうおう座銀河団」は約59億光年というやや遠い距離にあり、年老いて冷えてしまった銀河団だと考えられています。その中心に位置する巨大銀河に、誕生から数百万年という若いジェットが発見されました。銀河団の冷却と加熱についてのこれまでの理解を覆し、さらなる謎をもたらした新たな知見です。

銀河の分布は一様ではなく、数十個から数千個が集まり銀河団を形成しています。銀河団は1千万度を超える高温のガスで満たされていますが、やがてこのガスが冷えて銀河団の中心にある巨大銀河に降り積もると、たくさんの星が作られると予想されています。しかし、私たちの近くにある銀河団の場合は、中心の銀河に存在する超大質量ブラックホールからジェットが噴き出し、そのジェットのエネルギーのために銀河団中心部のガスが冷えないと考えられてきました。

国立天文台などの研究者から成る国際研究チームは、ほうおう座銀河団の中心部で大量のガスが例外的に冷えていることを突き止め、このガスの冷却が、銀河団の中心で観測されている爆発的な星形成の種ではないかと推定しました。では、ほうおう座銀河団の中心の銀河にはジェットが存在しないのでしょうか？これまでの観測では、解像度や感度が足りず、ジェットは見つかっていなかったのです。

研究チームは、従来用いられていたジェット全体像の観測のための周波数よりも、さらに高い周波数の電波を長時間にわたって観測し、ほうおう座銀河団の中心部について高感度・高解像度のデータの取得を実現しました。その結果、中心の銀河から噴き出すジェットを捉えることに成功したのです。ジェットの年齢は銀河団に比べてたいへん若く、誕生から数百万年と推定されました。銀河団の中心部で大量のガスが冷えているにもかかわらず、ジェットの存在を確かめたこの観測は、ジェットが高温ガスの冷却を止めていないことを示しており、これまでの理解に疑問を投げかけることになりました。銀河団の冷却と加熱を理解するためには、さらなる観測と研究が求められます。

研究チームは今後、建設が始まる超大型電波望遠鏡SKA (エスケーエー) を用い、さらに高感度かつ高解像度でこの天体を観測することを心待ちにしています。より詳しい観測で、近くの銀河団との違いがなぜ生じているのか、研究が進められて行くでしょう。

この研究成果は、T. Akahori et al. “Discovery of radio jets in the Phoenix galaxy cluster center” として、『日本天文学会欧文報告 (Publications of the Astronomical Society of Japan) 』の2020年8月号に掲載されました。