京都大学(京大)は8月31日、クェーサーの明るさの時間変動が、天体が発する特定の輝線の強さと関係していることを明らかにしたと発表した。

同成果は、京大大学院 理学研究科の名越俊平大学院生、同・岩室史英准教授らの研究チームによるもの。詳細は、日本天文学会が刊行する欧文学術誌「Publication of the Astronomical Society of Japan」に掲載された。

宇宙の大半の銀河の中心には、太陽質量の数百万倍から数十億倍ほどの(超)大質量ブラックホールがあると考えられている。しかし、大質量ブラックホールが直接誕生したのか、もしくは成長したのか、その形成メカニズムは未解明であり、天文学における重要な問題の1つとなっている。

大質量ブラックホールは、周囲のガスを取り込むことで重力エネルギーを光へと変換し、非常に明るく輝いている姿が観測されている。そのような天体は「活動銀河核」と呼ばれ、中でも明るいものはクェーサーと呼ばれている。大質量ブラックホールが今まさに成長している姿といえるので、その性質を調べることは謎に包まれた形成過程を知る上で重要視されている。また、非常に遠方からでも見えることから、宇宙の歴史を知るためにも重要な天体ともされている。

2000年代から始まった大規模観測によるデータが蓄積されてきたことにより、近年になって、クェーサーの可視光での明るさが、数年で1～2等級と大きく変化する現象が数多く発見されるようになってきたという。このことは、明るいときにはより多くの質量を獲得し、暗いときには質量の獲得が穏やかであるという、中心のブラックホールの質量獲得の激しさが短期間でダイナミックに変化することを表しており、大質量ブラックホールの成長の歴史を知る上で重要な現象といえるとする。

  • クェーサーのイメージ図

    クェーサーのイメージ図(画像生成AI、Stable Diffusionによる出力)。中心に大質量ブラックホールがあり、その周囲を取り囲むガスが円盤を形成し明るく輝いている (出所:京大プレスリリースPDF)

そこで研究チームは今回、大規模な明るさの変動の理由を解明するため、クェーサーの明るさの変動とほかの特徴との結びつきを調べることが必要であると考察したという。