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2022.07.21  

クェーサーが周辺ガスに与える「非等方的」な影響の謎を解明

 信州大学全学教育機構の三澤透教授らのグループ(注1)は、遠方宇宙に存在する明るい銀河の中心核の内部構造が、周囲の広大な領域に分布するガスに対して「非等方的」な影響を与える可能性があることを世界で初めて突き止めました。


 遠方宇宙に存在する銀河中心核(クェーサー)は強力な紫外線を放射するため、銀河周辺に存在する水素ガス(銀河間ガス)(注2)を電離(注3)します。この紫外線放射が等方的であれば、銀河周辺ガスの「電離され具合(電離レベル)」は方向によらずに一定になるはずです。ところが先行研究では、電離レベルが偏っていることが報告されていました。


 そこで本研究では、紫外線放射の方向がある程度推測できる「BALクェーサー」と呼ばれる特殊な天体をターゲットとすることで、その原因を探りました。具体的には、背後にある別のクェーサーを観測することで、手前にあるBALクェーサーの横方向(接線方向)のガスの電離レベルを調べました(図1)。既存のデータに加え、すばる望遠鏡(注4)による新規観測を行った結果、クェーサー内部に存在するドーナツ状の遮蔽構造(ダストトーラス)が、電離レベルの非等方性を引き起こしている可能性が高いことを突き止めました。ダストトーラスは、クェーサーの標準的なモデルに不可欠な構造です。


 今回の結果は、ダストトーラスの存在を観測的に支持するとともに、その影響が遠く離れた銀河間ガスにまで及ぶ可能性があることを示唆します。また宇宙全体の電離の歴史や、クェーサーの内部構造を探るうえでも重要な結果といえます。


 本研究の成果は、アメリカ天文学会の学術誌『アストロフィジカル・ジャーナル』(IF:5.521)に掲載されました。


【論文タイトルと著者】
タイトル:Exploratory Study of Transverse Proximity Effect around BAL Quasars
著 者 :Toru Misawa, Rikako Ishimoto, Satoshi Kobu, Nobunari Kashikawa, Katsuya Okoshi, Akatoki Noboriguchi, Malte Schramm, Qiang Liu
掲 載 誌:The Astrophysical Journal (2022, ApJ, 933, 239)
掲 載 日:2022年7月19日
DOI : https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac7715


ウェブリリース(PDF : 3.85MB)

図1_resized.png

図1:背後にある別のクェーサーのスペクトルを用いると、手前にあるBALクェーサーの横方向(接線方向)のガスの電離レベルを調べることができます。(©2022 信州大学)


注1:研究グループの構成:三澤透(信州大学)、石本梨花子(東京大学)、古布諭(信州大学)、柏川伸成(東京大学)、大越克也(東京理科大学)、登口暁(信州大学)、Malte Schramm(研究当時:埼玉大学)、劉強(信州大学)
注2:銀河と銀河の間の広大な空間に分布している、主に水素で構成される希薄なガス。
注3:水素原子が紫外線を浴びることにより、電子がはぎとられ、プラスの電気を持った陽子とマイナスの電気を持った電子に分かれる現象。
注4:日本が米ハワイ島に建設した、口径8.2メートルの光学赤外線望遠鏡。

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