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【プレスリリース】冬眠するブラックホール ~銀河衝突がもたらす大質量ブラックホールのエネルギー源の流失~

三木 洋平(東京大学情報基盤センター)

森 正夫(筑波大学計算科学研究センター)

川口 俊宏(尾道市立大学経済情報学部)


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宇宙には太陽の質量の10万倍を超える大質量ブラックホールがあまねく存在しますが,そのごく一部は落ち込む物質をエネルギー源にして明るく輝き激しく活動しているものの,ほとんどは銀河の中心でひっそりと佇んでいます。こうしたブラックホールの活動と休眠の間の状態変化をつかさどるメカニズムが未解明である中,東京大学情報基盤センターの三木洋平助教,筑波大学計算科学研究センターの森正夫准教授,尾道市立大学経済情報学部/国立天文台の川口俊宏准教授の研究グループは,Oakforest-PACS(オークフォレストパックス)等のスーパーコンピュータを駆使し,銀河衝突と銀河中心ブラックホールの活動性の謎を世界で初めて明らかにしました。

銀河中心ブラックホールは,これまで銀河衝突により激しく活動すると信じられてきました。衝突によって銀河円盤の物質が中心に落下し,ブラックホールに落ち込むことでその活動にスイッチが入ります。しかし銀河衝突が中心で起こった場合,事態は全く異なります。矢が正鵠を射ぬくがごとく,中心に衝突した銀河がブラックホール周辺のガスを持ち去ってしまい(図),エネルギー源を失ったブラックホールは活動を停止し静かに眠りにつくのです。

本研究が明らかにしたブラックホール活動性の休眠メカニズムは,最近の観測によって見つかった,銀河中心ブラックホールの活動が急停止した兆候を示す新種族の天体群との関連もうかがうことができ,天文学最大の謎の一つである,銀河の進化に伴う銀河中心ブラックホールの形成解明へのマイルストーンとなることが期待されます。

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  2. Destruction of the central black hole gas reservoir through head-on galaxy collisions, Yohei Miki, Masao Mori, Toshihiro Kawaguchi, 2021, Nature Astronomy