銀河中心の巨大ブラックホール近くで「超新星の跡」らしき構造を発見

宇宙・天文
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天の川銀河のいちばん奥、巨大なブラックホールが居座る中心部のすぐ近くで、大昔に爆発した星の「残骸」らしき構造が見つかった、という観測が報告されました。NASAのチャンドラX線観測衛星と、ESA(欧州宇宙機関)のXMMニュートンが捉えたものです。もし超新星の残骸だと確認されれば、銀河の中心にある超巨大ブラックホールに、これまでで最も近い残骸の一つになります。

つまり、銀河でもっとも荒々しい一角で、星が一生を終えた瞬間の痕跡を、いまの望遠鏡が拾い上げつつある、という話です。

天の川銀河の中心という場所

天の川銀河の中心には、いて座A*(エースター)と呼ばれる超巨大ブラックホールがあります。質量は太陽の約400万倍。その周りは、重い星や濃いガスの雲、強い磁場が入り乱れる、銀河のなかでもとりわけ過酷な領域です。

そんな場所で今回注目されたのが、超新星残骸(ざんがい)と呼ばれるものです。太陽よりずっと重い星は、一生の最後に超新星爆発を起こし、外側の層を高速で吹き飛ばします。あとに残る、膨らみながら広がっていくガスと塵の雲が超新星残骸です。この雲には、鉄や酸素、ケイ素といった重い元素が含まれていて、次の世代の星や惑星、そして生命の材料になります。星の死が、次の何かの材料を宇宙にばらまく——その現場が超新星残骸だと考えると分かりやすいかもしれません。

いて座Cで捉えられたX線源

今回の残骸候補が見つかったのは、いて座C(Sgr C)と呼ばれる領域です。銀河中心を取り巻く「中央分子帯」というガスの濃いゾーンの西の端にあり、生まれたばかりの重い星と、その星に照らされて電離した水素ガスの泡(HII領域)が広がっています。地球からの距離は約2万6000光年。中心ブラックホールからは、わずか数十光年ほどしか離れていません。

その一角に、X線で明るく光る「しみ」のような塊(英語ではblob=ブロブ)があります。研究チームは、これが超新星の痕跡ではないかとみています。もしそうなら、残骸は時速約320万km(約200万マイル)という猛烈な速さで膨らんでいる計算になります。1時間で地球を約80周してしまう速さです。そして、その年齢は少なくとも約1700年と見積もられています。

観測の手法と先行する兆候

今回の解析には、NASAのチャンドラと、ESAのXMMニュートンという2機のX線望遠鏡のデータが使われました。公開された合成画像では、この2機が捉えたX線が青、南アフリカのMeerKAT(ミーアキャット)電波望遠鏡のデータが赤、ハワイのPan-STARRS(パンスターズ)望遠鏡の可視光が重ねられています。画像に走る長い赤い筋は、磁力線に沿って動く高エネルギーの粒子が描き出したものです。

実は、ここで何かが起きた気配は以前からありました。現在は退役したNASAの成層圏赤外線天文台SOFIA(ソフィア)が、いて座Cを取り巻く、膨張するガスの殻のような構造を捉えていたのです。これが「この場所で過去に超新星が起きたのではないか」という最初の手がかりになりました。それを確かめるため、チームはチャンドラのX線データのなかに、超新星の目印となる重元素の増加がないかを探しました。

確認をめぐる課題

ところが、期待された重元素の増加は見つかりませんでした。これは超新星残骸だと言い切るには物足りない結果です。ただチームは、爆発でまき散らされた物質が、すでに周囲のガスとよく混ざってしまった可能性があると考えています。混ざってしまえば、特定の元素だけが目立つことはなくなるからです。

もう一つの可能性として、このX線のしみが、超新星ではなく、多数の重い星が集まった星団から出ている高温のガスだという解釈もあります。ただしこの場合でも引っかかりが残ります。観測されたX線は、若く重い星の集団として知られる既存の星団より10倍以上明るく、星団だけでこれほどの明るさを説明するのは難しい、というのがチームの見立てです。重元素は見えないが、星団説では明るすぎる——どちらの説も決め手を欠いている、というのが正直なところです。

銀河中心の歴史への示唆

仮にこれが本物の超新星残骸だとすると、銀河の中心という特殊な環境で、星がどう生まれ、どう死んでいくのかを知る貴重な手がかりになります。中心領域のX線がどう振る舞うのかはまだよく分かっておらず、こうした近距離の残骸は、その理解を一歩進める材料になりえます。星の最期がまき散らす重元素が、過酷な銀河中心でどう広がっていくのか——そこを観察できるかもしれない、というわけです。

研究は、米カリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)のZhenlin Zhu氏が率いる国際チームによるもので、成果は天文学の専門誌『The Astrophysical Journal』に査読を経て掲載されました。

解釈上の留意点

ここまで「らしき」「もし確認されれば」と繰り返してきた通り、これはあくまで超新星残骸の候補です。論文そのものは査読を通っていますが、この構造が超新星残骸だという結論はまだ確定していません。重元素が見つかっていないこと、星団による高温ガスという別解釈が完全には消えていないことを踏まえると、最終的な判断には追加の観測が必要になります。銀河中心からの距離も「最も近い残骸の一つになりうる」という見込みであって、確定した記録ではない点に注意が必要です。

出典

・NASA Science「NASA’s Chandra Discovers Possible Supernova Remnant in Galactic Center」(リンク)
・Chandra X-ray Observatory フォトアルバム(Sagittarius C)(リンク)
・Zhenlin Zhu et al. 2026, “Diffuse X-Ray Emission in the Sagittarius C Complex”, The Astrophysical Journal(リンク)
・Universe Today「Astronomers Spot a Possible Supernova Remnant Near the Milky Way’s Supermassive Black Hole」(リンク)

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