大マゼラン雲に長さ約30光年の巨大な「分子雲ジェット」を発見

【2026年11月9日 名古屋大学】

ガンマ線連星は、ブラックホールや中性子星というコンパクト天体と通常の大質量星からなる連星系と考えられているが、ごくわずかしか見つかっておらず、成り立ちやガンマ線放射機構はほとんど解明されていない。そのなかで最も光度が高いのが、約16万3000光年彼方の大マゼラン雲にある「LMC P3」だ。天の川銀河の外で見つかった唯一のガンマ線連星で、ガンマ線だけでなくX線、電波、可視光線でも既知のガンマ線連星のなかで最も明るい。

LMC P3（丸印）。超新星残骸DEM L241中に存在する（提供：NOAO/CTIO/MCELS, DSS）

2016年のLMC P3発見に関するNASAの動画「NASA’s Fermi Finds Record-breaking Binary Star」（提供：NASA Goddard Space Flight Center）

名古屋大学の福井康雄さんと岐阜大学の柘植紀節さんを中心とする研究チームは、アルマ望遠鏡を用いて高い空間分解能でLMC P3を観測し、この連星から伸びる長さ約30光年、幅約3光年の分子雲ジェット（分子ガスの流れ）を発見した。ジェットはLMC P3の位置から一直線に伸びていて、ガンマ線連星が起源であることが強く示唆されている。

研究チームによれば、LMC P3ではコンパクト天体に落ち込むガスがつくる降着円盤によって高エネルギージェットが加速されているとみられ、この高エネルギージェットの衝撃波が周囲の分子雲を圧縮・加熱し、分子雲ジェットを形成したと考えられるという。解析結果から、分子雲ジェットが周囲の分子雲よりも高温であることや他の熱源がないことが明らかになっていて、高エネルギージェットによる加熱が裏付けられている。

LMC P3周辺で発見された分子雲ジェット。（左）大マゼラン雲の超新星残骸DEM L241とLMC P3。赤はX線、緑・青は可視光線、黄線は分子ガスを示す。（右）白枠内をアルマ望遠鏡で拡大した画像。色は分子ガスの電波強度を表す（提供：Fukui et al.、一部改変）

また、分子雲ジェットのエネルギーが代表的なマイクロクエーサー「SS 433」のジェットに匹敵することや、ジェットの向きから推定されるコンパクト天体の質量が中性子星の上限を超えることから、LMC P3のコンパクト天体はブラックホールである可能性が高い。これは、LMC P3がガンマ線連星として際立って大きな光度を持つこととも整合する。

LMC P3の伴星質量と軌道傾斜角から推定されるコンパクト天体の質量。黒色の網掛け部分は、伴星が太陽の25～42倍の質量を持つO型星である場合に取りうる範囲を示す。分子雲ジェットの向きと整合する軌道傾斜角33度未満では、コンパクト天体は太陽質量の2.2倍を超え、ブラックホールである可能性が高まる（提供：名古屋大学リリース、van Soelen et al. 2019を改変）

これまでは、中性子星から吹き出す高速の粒子の流れ（パルサー風）が高エネルギー放射の原因とするシナリオが有力で、降着円盤の存在を示す証拠は得られていなかった。今回の発見は、LMC P3に高エネルギージェットが存在することを示す初の証拠であり、降着円盤がLMC P3の巨大なエネルギーを生み出している可能性を示唆している。

高エネルギージェットによる相互作用の模式図。LMC P3のジェットが周囲の分子ガスと衝突し、細長い分子雲を形成したとみられる。（左上）アルマ望遠鏡がとらえた分子雲ジェット（提供：名古屋大学リリース）

高エネルギー現象は1万年以下の短時間で変動することが多く、X線やガンマ線の観測は長期にわたる活動の検証には不向きだ。一方、分子雲ジェットは100万年以上にわたって過去の活動を記録する「宇宙の化石」といえる。天の川銀河内のマイクロクエーサー候補「HESS J1023-575」に続く今回の発見は、ミリ波・サブミリ波の観測がマイクロクエーサーの発見や研究の新たな手段になりうることを示している。