矮星銀河で星形成の炎嵐を発火させるブラックホールを発見したハッブル

なぜ小銀河Henize 2-10は、天文学者の期待を損なうことなく、継続的に大きな影響を与えています。

ブラックホールはしばしば宇宙のモンスターとして描かれています。 星を割って、あまりに近づいてくるすべてを飲み込んで、光を閉じ込めるのです。 の詳細な証拠 ねじ‘S ハッブル宇宙望遠鏡しかし ブラックホール 新しい観点から: 星の形成を抑制するよりも促進します。 矮星爆発的な恒星爆発銀河Henize 2-10のハッブルイメージングと分光は、ブラックホールから臍帯のような明るい星の誕生地域に広がるガス流出を明らかに示しています。 天文学者たちは、以前は、ウォッソ銀河が大きな銀河の超巨大質量ブラックホールに似たブラックホールを持つことができると議論しました。 宇宙の時間の間に残っている小型銀河のさらなる研究は、超大量ブラックホールの最初の種子が宇宙の歴史を通してどのように形成され進化したかについての質問を明らかにすることができます。

矮星爆発的な恒星爆発銀河Henize 2-10のハッブルイメージングと分光は、ブラックホールから臍帯のような明るい星の誕生地域に広がるガス流出を明らかに示しています。 出典：NASAのGoddard宇宙飛行センター。 リードプロデューサー：ポールモリス

しばしば光を閉じ込める破壊的なモンスターとして描かれているブラックホールは、NASAのハッブル宇宙望遠鏡の最新の研究であまり悪意のない役割を果たしています。 なぜ小銀河ヘニズ2-10の中心部にあるブラックホールは、星を飲み込むよりは生成しています。 ブラックホールは明らかに銀河系で起こる新しい星の形成の嵐に貢献しています。 矮星は3000万光年離れた南の星座Pyxisにあります。

10年前、この小さな銀河 セット 切る ディスカッション なぜ小銀河が大きな銀河の心臓に見られる超大型巨大怪獣に比例するブラックホールの故郷であるかについて天文学者の間で。 この新しい発見にはHenize 2-10がほとんどなく、私たちの惑星で発見された星の10分の1だけが含まれています。 天の川、超巨大質量ブラックホールが最初にどこから来たのかミステリーを解くのに大きな役割を果たす態勢です。

「10年前、大学院生としてスターの形成に私のキャリアを捧げると思ったとき、Henize 2-10のデータを見て、すべてが変わりました」とAmy Reinesは言いました。 銀河系のブラックホールの最初の証拠 2011年1月19日に発表された新しいハッブル観測の上級研究員です。 自然。

矮星爆発的な恒星爆発銀河Henize 2-10の中央領域から出た跡は、230光年長の熱いガスの流出または橋に沿って銀河の巨大なブラックホールと星生成領域を結ぶ橋です。 ブラックホールの流出速度と若い星の年齢のハッブルデータは、2つの間の因果関係を示しています。 数百万年前、熱いガスの流出は、星の保育園の密な雲に当たって、ホースからの水が土の山に衝突するように広がりました。 若い星の群れが流出に対して垂直に整列し、拡散経路を明らかにする。 出典：NASA、ESA、Zachary Schutte（XGI）、Amy Reines（XGI）。 画像処理: Alyssa Pagan(STScI)

「最初から、私はヘニーズ2-10で何かが珍しく、特別なことが起こっていることを知っていました。 Reinesは言った。

その接続は、臍帯のように宇宙を横切って明るい星の保育園に行くガスの流出です。 低速流出が発生したとき、この地域はすでに密なガス繭の故郷でした。 ハッブル分光法は、流出水が時間当たり約100万マイルを移動しながら、ガーデンホースが土の山に当たるように、濃いガスに当たって広がっていることを示しています。 生まれたばかりの星団は、流出が広がる経路に点をとり、その年齢もハッブルによって計算されます。

これは、大きな銀河で見られるものと反対の効果です。 ブラックホールに向かって落下する物質が周囲の磁場によって巻き込まれ、爆発するジェットを形成します。 血漿 光の速度に近づく。 ジェット機の経路に閉じ込められたガス雲は、冷却されて星を形成する能力を超えて加熱されます。 しかし、Henize 2-10のあまり重いブラックホールとより穏やかな流出で、ガスは新しい星の形成を促進するのに十分に圧縮されました。

「わずか3000万光年の距離にあるHenize 2-10は、Hubbleがブラックホール流出の分光証拠とイメージをすべて明確に捉えるのに十分近いです。 Schutteは、「追加の驚きは、星の形成を抑制するのではなく、流出が新しい星の誕生を引き起こしているということです」と語った。

彼女のユニークな個性を初めて発見した後、 ラジオ そして X線 Henize 2-10の放出を見ると、Reinesは彼らが巨大なブラックホールから出てきた可能性がありますが、より大きな銀河で見ることができるほど超質量ではないと考えました。 しかし、他の天文学者たちは、この放射線が超新星の残骸によって放出される可能性が高いと考えていました。

「ハッブルの驚くべき分解能は、ガスの速度でコルク栓のようなパターンを明らかに示しています。 これは、ブラックホールで洗車または揺れる流出モデルに合わせることができます。 超新星の残骸にはそのようなパターンがなかったので、これがブラックホールであるという事実は私たちの煙幕弾の証です。」とReinesは言いました。

Reinesは、超巨大質量ブラックホールが初期の宇宙にどのように存在するかについての謎の手がかりとして使用する目的で、ウォッソ銀河ブラックホールのさらなる研究が今後行われることを期待しています。 天文学者のための絶え間ないパズルです。 銀河の質量とブラックホールの関係は手がかりを提供することができます。 Henize 2-10のブラックホールは約100万太陽質量です。 大きな銀河では、ブラックホールは私たちの太陽質量の10億倍以上になる可能性があります。 母銀河の質量が大きいほど、中心ブラックホールの質量も大きくなります。

超質量ブラックホールの起源に関する現在の理論は3つのカテゴリに分けられます。 1）星の爆発により、より小さな質量質量のブラックホールのように形成され、何とか超質量のブラックホールが成長するのに十分な物質を集めました。になってコウモリから出た直後に巨大なブラックホール「種子」を形成するか、3）未来の超大質量ブラックホールの種子は、星団の全質量で十分な密な星団から誕生しました。 どういうわけか重力崩壊から作り出すため。

これまで、これらのブラックホールシード理論のどれも主導していませんでした。 Henize 2-10のような矮星銀河は、私たちの銀河のような大きな銀河の成長と合併せずに宇宙時間の間に小さく残るので、有望な潜在的な手がかりを提供します。 天文学者たちは、なぜ小銀河のブラックホールが成膜され成長し始めた初期の宇宙のブラックホールと同様の役割を果たすと考えています。

「最初のブラックホールの時代は、私たちが見ることができるものではなく、実際に大きな質問になりました。 ブラックホールはどこから来たの？ 矮小は、時間と空間で失われたブラックホールシードシナリオのいくつかの記憶を保持することができます」とReinesは言いました。

参照: 2022 年 1 月 19 日 Zachary Schutte と Amy E. Reines の “Black-hole-triggered star formation in the dwarf 銀河 Henize 2-10”, 自然。
DOI：10.1038 / s41586-021-04215-6

ハッブル宇宙望遠鏡は、NASAとESA（ヨーロッパ宇宙局）間の国際協力プロジェクトです。 メリーランド州グリーンベルトのNASAのゴダード宇宙飛行センターは望遠鏡を管理します。 メリーランド州ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所（STScI）は、ハッブル科学作業を行います。 STScIはワシントンDCの天文学研究大学協会でNASAのために運営しています。