長年謎だった超巨大ブラックホールの成長メカニズムの解明に大きく前進、ブラックホールは噴水のようなガスの循環が起きている

アルマ望遠鏡で観測したコンパス座銀河の中心部
画像引用：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Izumi et al.

超巨大ブラックホール研究の歴史における一つの記念碑的な成果

　ブラックホールの成長を定量的に理解するためには、降着流の流量（どれくらいの量のガスが流入しているのか）を測定すること、また、噴出流としてどういうタイプのガス（プラズマガス・原子ガス・分子ガス）がどれだけの量で流出しているかを測定することが必要になりますが、その観測的理解は進んでいませんでした。国立天文台の泉拓磨助教を中心とする国際研究チームは、今回の研究で、アルマ望遠鏡を用いて、超巨大ブラックホール周辺わずか数光年という非常に小さな空間スケールでのガス流とその構造を、プラズマ・原子・分子の全ての相において定量的に測定することに世界で初めて成功しました。

　また、銀河中心1光年スケールでのブラックホール降着流の大半はブラックホールの成長には使われず、原子ガスか分子ガスとして一度ブラックホール付近から噴き出た後に、ガス円盤に舞い戻って再びブラックホールへの降着流と化す、あたかも噴水のようなガスの循環が起きていることも分かりました。

　この研究をリードした国立天文台の泉拓磨助教は、「今回の研究は、巨大ブラックホール研究の歴史における一つの記念碑的な成果であると考えています」と、その重要性を述べています。研究チームは今後、より遠くにあるさまざまな性質の超巨大ブラックホールを、多方面にわたって調べることを目指しており、アルマ望遠鏡を駆使した観測だけでなく、現在計画中の次世代の大型電波干渉計による観測にも大きな期待を寄せています。

今回の観測結果に基づく活動銀河核の星間物質分布の想像図
画像引用：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Izumi et al.

■アルマ望遠鏡
アルマ望遠鏡（アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計）は、小さな望遠鏡を広い場所にたくさん並べ、それらを連動させて1つの巨大な望遠鏡として機能させる「干渉計」と呼ばれる仕組みを使っており、口径12メートルのパラボラアンテナ54台と口径7メートルのパラボラアンテナ12台の、合計66台を結合させることで、1つの巨大な電波望遠鏡を作りだしています。日本の最先端技術が惜しみなく投入され、視力6000に相当する高い分解能と、従来の電波望遠鏡を100倍上回る高い感度をもっています。

■次世代大型電波干渉計
次世代大型電波干渉計（next generation Very Large Array）計画は、北米全域に200台以上のアンテナを分散して設置し、最大で8,860キロメートルもの口径をもつ電波望遠鏡を実現しようという次世代電波望遠鏡プロジェクト。

参考：
【国立天文台】超巨大ブラックホールの成長メカニズムと銀河中心の物質循環を解明

論文情報：
【Science】Supermassive black hole feeding and feedback observed on subparsec scales

研究発表者：
国立天文台 アルマプロジェクト　泉 拓磨助教
鹿児島大学大学院 理工学研究科　和田 桂一教授
東京大学大学院 理学系研究科　河野 孝太郎教授
東京都立大学大学院 理学研究科　藤田 裕教授
理化学研究所 開拓研究本部　川室 太希 基礎科学特別研究員
東北大学大学院 理学研究科 博士課程前期在学中 松本 尚輝氏

共同発表機関：
自然科学研究機構 国立天文台
鹿児島大学
東京都立大学
東京大学
理化学研究所
東北大学