銀河中心から外れた位置に見つかった巨大エネルギー源

JWSTによる衝突合体中の銀河の観測結果から、銀河の赤外線エネルギーの70%を放射する巨大エネルギー源が、銀河中心から外れた場所にあることが判明した。

【2023年1月27日広島大学】

宇宙に存在する銀河の多くは、衝突を繰り返すことで成長している。衝突の際には活発な星形成が促されるほか、大質量のブラックホールの形成や成長が引き起こされるなど、銀河の性質に大きな変化がもたらされる。こうした衝突に伴う銀河の変化を知るには、波長の長い赤外線などによる観測が必要だ。紫外線や可視光線は、衝突で圧縮された銀河のガスや塵で遮断されてしまうためである。

広島大学宇宙科学センターの稲見華恵さんは過去に赤外線天文衛星「スピッツァー」を用いて、いるか座方向の衝突銀河「II Zw 096」を観測し、巨大な赤外線エネルギー源が存在することを突き止めていた。しかし、スピッツァーの空間分解能が足りないため、エネルギー源の正確な位置を特定するには至っていなかった。

そこで稲見さんたちの研究チームは、赤外線で高感度、高解像度の観測が可能なジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）でII Zw 096を観測し、銀河の「エンジン」とも言うべき赤外線エネルギー源の正確な位置を突き止めることに成功した。

衝突銀河II Zw 096。（右）ハッブル宇宙望遠鏡（HST）、（右上）スピッツァー、（右下）JWST。HSTが紫外線と可視光線で見た銀河では宇宙塵に隠されてエネルギー源は見えないが、スピッツァーとJWSTによる赤外線観測ではその存在が確認できる。さらにJWSTの画像では、赤外線エネルギー源が分離されて見えている（提供：広島大学リリース、以下同）

銀河のエネルギー源は最大でも570光年ほどと見積もられていて、大きさ約6万5000光年の銀河に対して100分の1以下しかない。そのような小さな領域から、最大で銀河全体の70%もの赤外線エネルギーが放射されている。しかも、このエネルギー源は銀河中心から外れた場所にある。これまでに観測された衝突銀河の巨大エネルギー源は銀河中心や衝突の境界面で見つかることがほとんどで、「エンジン」が銀河の中心から外れたところに存在するのは珍しい。

稲見さんたちは他にも3つの衝突銀河をJWSTで観測していて、赤外線エネルギー源の成因や性質の解明を目指し分析を進めている。

観測対象となった4つの衝突銀河。MIRI FOV（The main MIRI imaging field of view）はJWSTの近赤外線分光器MIRIの撮像視野の意味で、括弧内はその視野の大きさを表す