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シエンエン
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天文学者たちは、地球から75億光年離れた超巨大ブラックホールから巨大なジェット機のペアが放出されることを観察しました。新しい研究によると、この巨大構造物は長さ2,300万光年で、このブラックホールジェット機はこれまで見たものの中で最大のものです。
ブラックホールは宇宙のごみ処理場とされ、近くに近づくほぼすべてを飲み込んでしまいます。しかし、カリフォルニア工科大学の博士後研究者であり、この発見を説明する新しい研究の躊躇者であるマルティン・オーエーは、物体が落ちる前に一部の物質が噴出してブラックホールの両側にジェットを形成すると述べた。
研究結果は9月18日ジャーナルに掲載された。 自然。
ブラックホールジェットは、放射線と粒子を光の速度に近づけて加速し、電波望遠鏡で見られる波長で輝くことができます。この光は、2018年にヨーロッパのLOFAR（LOw Frequency ARray）電波望遠鏡を使って空を調査していた天文学者たちの注目を集めました。
新しく説明されたジェット機は数兆の太陽に対応する出力を持っており、非常に巨大で、研究者たちはこの巨大構造物にギリシャ神話に出てくる巨人の名にちなんでポルフィリオンというニックネームを付けました。
この発見により、天文学者たちはブラックホールジェットの大きさがどれほど大きくなるのか、そしてこの巨大な特徴が周辺環境と宇宙の構造にどのような影響を及ぼすことができるのかについての理解を改めて考えました。
「このペアは太陽系や天の川ほど大きいものではありません。私たちは天の川の直径の合計140倍について話しています。」大栄は言った。 「銀河はこれらの2つの巨大な爆発の小さい点である」。
当初、研究者たちはLOFARを使って他のもの、つまり宇宙網の薄いフィラメントを探していました。
大井は宇宙網とは宇宙の大規模な構造であり、銀河系の間のすべての空間に広がっている物質ネットワークだと言いました。
しかし、宇宙の網を観察しようとしたところ、チームは銀河から出てくる巨大なジェットを発見しました。チームは合計10,000の新しいブラックホールジェットペアを発見しました。このペアを説明する論文は、他のジャーナルであるAstronomy＆Astrophysicsに掲載が受け入れられました。
「最初に巨大なジェット機を発見したとき、私たちはとても驚きました」大栄は言った。 「私たちはこんなに多くのジェット機があることを全く知りませんでした」
超巨大ブラックホールは大きな銀河の中心にあります。チームの観察の結果、より多くの銀河が境界をはるかに超えてブラックホールジェットを持っているという事実が強調されたとOeiは言った。
他の分野の研究者であり、共同研究の著者であるアイビンガストは、最初に最も巨大なジェット機のペアを発見しました。
当時、Gastはオックスフォード大学で古典考古学と古代史を勉強する学部生でした。しかし、ファンデミックが彼の主な学業をやめたので、彼はOeiにLOFARが撮影したワイヤレス画像の視覚的検査を支援することを提案しました。
「ポルフィリオンを発見した後、私たち二人ともとても嬉しかったし、それについて話をした後、誰も前に見られなかった特別なことを見て共同で発見するときめきを感じました。」大栄はメールで言いました。
チームがジェット機に由来する銀河系を確認した後、「Aivinは彼の古典的な背景を活用してこのシステムに「Porphyrion」という美しい名前を付けることを提案し、現在その名前にちなんで命名されました」とOeiは付け加えました。
LOFAR観測以前は、大型ジェットシステムは珍しいと考えられ、サイズが小さくなると予想されていました。ポルフィリオンが発見される前に、最大の同定されたブラックホールジェットシステムはAlcyoneusでした。
同じチームは2022年に神話の中でギリシャの巨人の名を冠したアルキオネウスを発見し、このジェット界は私たちの銀河の約100個に相当します。
天の川は直径10万光年と推定されます。 1光年は光が1年間移動する距離で、5.88兆マイル（9.46兆キロメートル）です。
しかし、研究者たちは、より広範なアプローチをとり、銀河の中のすべての星と見えない物質を説明するために、天の川の幅が163,078光年だと考えたと大井は語った。
したがって、彼らはポルフィリオンが天の川の直径の140倍に相当すると結論しました。
今、著者は、電波望遠鏡の技術が向上するにつれて、ポルフィリオンよりも大きなジェット機を発見することが可能であると信じていると述べた。
ジェットの起源の詳細を明らかにするために、チームはインドの巨大メトレウェーブ伝播望遠鏡とハワイのWM Kek天文台を使用してその後の観察を行いました。観察結果は、天の川より約10倍大きい巨大な遠い銀河を指していました。
ケーク天文台によって収集されたデータは、その構造がより大きなジェットを生成することが知られているタイプではなく、コピーモードのアクティブブラックホールからのものであることを明らかにしました。これは研究者を驚かせました。
超巨大ブラックホールが作動すると、重力が周囲の物質を加熱し、放射線またはジェットの形でエネルギーを放出する。研究者によると、放射モードブラックホールは遠い宇宙でより一般的であり、ジェットモードブラックホールは近くの宇宙でより一般的です。
「私たちの研究によると、放射モードアクティブブラックホールは、近くの宇宙のジェットモードアクティブブラックホールと同じくらい巨大なジェットを生成できることがわかりました。」大栄はメールで言いました。 「私たちは巨大なジェットが古い現象である可能性があることに気づきました。今、私たちはそれが宇宙の大部分の寿命にわたって存在したことを知りました。私たちのLOFAR調査は空の15％しかカバーしていません。難しい可能性が高いので、私たちははるかに巨大なジェットがあると信じています」
宇宙の138億年の間に巨大ブラックホールジェットがどれほど長く存在していたかを理解することで、天文学者がジェットが周囲にどのような影響を与えたかを理解するのに役立ちます。
天文学者が直面する2つの大きな疑問は、宇宙がどのように磁化されたのか、そして銀河の間にある宇宙網の大規模な構造がどのように生まれたかです。巨大なブラックホールジェットは、両方の答えを見つけるのに役立ちます。
研究者らは、強力なブラックホールジェットが何百万年も続くと、これは宇宙に帯電した粒子と磁場を放出することによって銀河間の宇宙の物質流に影響を与える可能性があることを明らかにしました。
「ジェットが銀河間の空間に到達するたびに、私たちはそれが銀河間の（空間）を加熱し磁化することに大きな影響を与えると思います。」大栄は言った。 「この巨大なジェットシステムを発見した予期しない悟りの一つは、ブラックホールジェットが宇宙ウェブの規模に達することができるということです。
研究チームの研究によると、ポルフィリオンは銀河間の空間で周囲温度を約100万度まで上げることができました。
「もしその加熱が宇宙時間で十分に早く発生した場合」、大井は言った。 「銀河の形成を遅らせるかもしれませんが、銀河が崩壊して形成されるには、比較的冷たい星間プラズマやガスが必要です」
研究チームは、ブラックホールジェットが不安定にならず、どのように集められた銀河を超えて遠くまで拡張できるかを調査し続けています。
イギリスのハートフォードシャー大学の天体物理学教授であり、研究の共著者であるマーティン・ハードキャッスル氏は、「マーティンの研究は、この巨大なソースの環境にそのような大きなサイズに達する特別なものがないことを示しました」と述べました。
ノースウェスタン大学の物理学と天文学と助教授のサシャ・チェホプスコイ氏は、この研究では、ジェットとブラックホールが時間の経過とともにどのように進化したかを示すことができる超巨大ブラックホール活動の「化石記録」という興味深い発見が出てきたと述べた。
ジェットの驚くべき寿命はまた、ジェットの物理モデルをテストするのに役立ちます. 「と新しい研究に参加していないチェホプスコイは言った。
ポルフィリオンはまた周囲の環境を磁化させたかもしれません、そして、大井は巨大なジェット機が宇宙網を通してどのように磁力を広げることができるか理解したいと思います。磁力の起源は、地球を取り巻くような磁場が生命を維持する大気を保護し隠すことができるので重要です。
「私たちの惑星の磁気力のおかげで生命が繁栄する可能性があるので、私たちはそれがどのように生まれたのか理解したいと思います」大栄は言った。 「私たちは磁力が宇宙の網に染み込んで銀河と星、そして最終的に惑星に移動することを知っていますが、問題はそれがどこから始まるのかです。この巨大なジェット機が宇宙に磁力を広げたのでしょうか？」
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