世界初、アルマ望遠鏡の超コントラスト観測で描き出す銀河の新しい姿を発見

図2

ハッブル宇宙望遠鏡で観測されたクェーサー3C273(左図)[1][2]。極めて明るいため、望遠鏡内で散乱した光が放射状に漏れています。右下部分には、中心核から放出されている高エネルギーのジェットが見えています。
アルマ望遠鏡で観測された3C273の電波画像(右図)。ただし中心の明るい部分は差し引かれています。今回発見された3C273付近の淡く広がった電波放射は、右下に伸びているジェットに比べてもとても弱いです。
Credit：Komugi et al., NASA/ESA Hubble Space Telescope

高いダイナミックレンジを達成した結果、3C273の周囲にはこれまで知られていなかった、母銀河全体に何万光年にもわたって淡く広がる電波放射が存在することを発見しました(図)。通常はクェーサーの周辺に電波放射が見つかる場合は、クェーサーから放出される超高速のジェットや母銀河での大規模な星形成活動に起因する「シンクロトロン放射」が原因です。3C273にも、中心からある方向に強烈なジェットが放出されています。シンクロトロン放射は観測される周波数によって強度が変化するのが特徴ですが、本研究で発見された淡く広がった電波放射は周波数によって変化しませんでした。
様々な可能性を検討した結果、この電波放射は3C273からの強烈な光が母銀河の星間物質を照らすことで発生する「熱制動放射」と呼ばれるものであることがわかりました。銀河中心核に照らされたガスからの熱制動放射が数万光年という広い範囲にわたって見つかるのは、世界で初めてのことです。「灯台もと暗し」ではなく「灯台もと明かるし」のため何十年も見過ごされていたことになります。

■本件の意義について
今回の発見はなぜ重要なのでしょうか。これまで、クェーサーのような活動的な銀河中心核の影響のために母銀河で星の形成が阻害されるか否かは、銀河天文学では大きな問題となっていました。星の形成には水素ガスが必要です。もしクェーサーの強い光のせいでガスが壊れてしまう(電離する)と、星の形成が妨げられてしまいます。このようなことが実際にクェーサーで起きているかどうかを調べるため、従来は可視光での観測を行い、電離したガスを直接観測するという手法が一般的でした。しかし電離したガスが可視光を放出する機構は複雑で、さらに星間空間に存在する塵によって光が吸収されてしまうため電離したガスの量を見積もるには困難を伴っていました。