ヨーク大学率いる国際天文学チームは最近、遠く離れたクエーサーの近くの紫外帯で観測された中で最も速いブラックホール風を発見したと報告した。ガスの流出速度は光速の約30％と速く、紫外線クェーサー風の観測記録を破り、超大質量ブラックホールと母銀河との激しい相互作用を理解する前例のない手がかりを提供する。

研究によると、クェーサー J2318 からのこの流出は信じられないほど速いだけでなく、非常に強い放射線環境では目に見える化学的痕跡が残るため、観測可能性を維持しながらどのようにして相対論的速度まで加速できるのかを理論家が説明するのが困難になっています。

報告によると、J2318はペガサスの「大広場」エリアに位置しています。典型的なクエーサーです。その中心のブラックホールの質量は太陽の約17億倍です。しかし、本当に驚異的なのは、地球の方向に放出されるガス風で、光速の約 30% で宇宙を通過します。チームメンバーのヨーク大学教授パトリック・ホール氏は、クェーサーで放射線によるガス風が観測されるのは珍しいことではないが、紫外線帯域でこのような高速流出を観測するのは前例がなく、J2318は紫外線クェーサー風の現在の記録の「最速のメンバー」になると述べた。

この研究の筆頭著者であるルーカス・シートン氏は、地球の気象に例えると、このガス風の「風レベル」は「カテゴリー79のハリケーン」に相当し、「レベル」が上がるごとに風速は約20％増加すると指摘した。このイメージのメタファーは、その極端なスピードと破壊力を強調しています。より高速の流出は X 線帯域で発見されていますが、J2318 は依然として紫外線観測の記録を保持しています。非常に高い輝度と強い放射線により、ブラック ホールの活動と銀河進化の関係を研究するのに理想的な実験室となっています。

この発見は、重要な物理的問題も明らかにしました。それは、ガスをそのような高速まで加速させるのは、クェーサー自体によって放出される光子の膨大な流れです。ただし、同じ放射線によって原子から電子が剥ぎ取られ、炭素やシリコンなどの元素のイオンが識別可能なスペクトル特性を失います。しかし、J2318のスペクトルでは、研究者らは相対論的な速度で移動する炭素イオンとシリコンイオンの吸収線をはっきりと観察した。これは、ガスが強力な放射線加速プロセス中にまだ一部の電子を保持していることを意味し、「ガスを完全にイオン化せずに光速の30％まで加速する方法」という既存の理論に新たな課題を投げかけている。

この記録レベルの流出は、新たな観測計画から生じたものではなく、スローン・デジタル・スカイ・サーベイ（SDSS）データの長期蓄積から「発掘」されたものである。ヨーク大学の学生マリアナ・ヴェルトリは、学部生として J2318 の異常なスペクトル特性を特定しました。その後、ホール博士は、学部生の朱澤舟氏が開発したソフトウェアを使用して、さらに解析を進め、まれな高速流出信号があることを確認し、ハワイにある高さ 8 メートルのフレデリック・C・ジレット・ジェミニ北望遠鏡の追跡観測にすぐに申請し、最終的にその記録破りの風速が確認された。

ホール氏は、虹が太陽光をさまざまな色に分解するのと同じように、スローン調査所の分光器は星、銀河、クエーサーの光を詳細なスペクトルに分解し、そこから異常なターゲットを識別できると説明しました。同氏は、大規模な空調査プロジェクトと最新のデータ処理ツールが発見モデルを変えつつあると強調した。以前は、博士課程または大学院生のみが発見を行うことができました。学部生は、膨大なスペクトル データから新しい極端な天体を発見することもでき、天体物理学の研究に新たな力を注入できます。

研究チームは、クエーサー風の重要性は単一のブラックホールそのものをはるかに超えていると指摘した。ブラックホールの強風が、銀河ガスを加熱し、星形成を阻害または誘発し、大規模な物質の再分布を引き起こすことにより、銀河の進化に重要な役割を果たす可能性があることを示す証拠が増えている。共著者でワシントン大学ボセル大学の研究者パオラ・ロドリゲス・イダルゴ氏は、このような極端な流出は、長年の理論モデルにおける「ブラックホールフィードバック」と銀河の全体的な進化との間のミッシングリンクである可能性があると述べた。関連するプロセスは長年にわたって銀河形成シミュレーションに組み込まれてきましたが、観測を通じてこれらのモデルを正確に制約し修正するには、依然として多くの作業が必要です。

現在、研究チームは、異なる距離と異なる時間で、同様の、またはさらに速い紫外線束を宇宙で探し続けようとしているが、J2318のようなシステムは非常に稀であるようで、数十年の観測データの中でもその速度に匹敵する天体はほとんどない。それでも、このような極端なクェーサー風が発見されるたびに、科学者たちは超大質量ブラックホールが達成できる限界に近づき、これらの「宇宙エンジン」が数十億年のタイムスケールでどのように銀河の運命を形作るのかを明らかにするのに役立つだろう。

研究論文のタイトルは「高速かつ冷酷なファミリーの新メンバー: 高輝度クェーサーにおける相対論的かつ時間変動性の紫外線流出」で、2026 年 6 月 4 日に天体物理ジャーナルに掲載されました。この論文は、将来の関連理論と数値シミュレーションのための重要な観測ベンチマークを提供します。共著者のリリアナ・フローレス氏が述べたように、紫外線帯域でJ2318よりも速いアウトフローを見つけるのは簡単ではないが、研究チームは今後も近くの宇宙から観測可能な宇宙の深部まで探索を続け、ブラックホールとその巨大な影響についての人類の理解をさらに広げることを期待している。