チャンドラ、「ト音記号」と呼ばれる電波構造の原因となった銀河団衝突を解明

NASAのチャンドラX線天文台などの観測により、電波で「ト音記号」に似た形状を示す天体「トレブル・クレフ」の成因が明らかになった。超大質量ブラックホールによる噴出と、二つの銀河団の衝突が組み合わさって形成されたとする研究で、論文は天文学誌Astronomy & Astrophysicsに掲載された。

この天体は天の川銀河の面のほぼ真後ろに位置するため、銀河内の星・ガス・塵が視界を遮り、地球からは見通しにくい。そこで透過力のある観測装置を組み合わせた結果、チャンドラとドイツのeROSITAがX線で高温ガスを捉え、そこに銀河団が存在することが示された。さらにその銀河団は、合体の途中にある二つの銀河団であることも分かった。研究チームは形成を二段階で考えている。まず銀河団中心の超大質量ブラックホールからの噴出が、荷電粒子と磁場の雲を光速近くで押し出し、最初の明るい電波を生んだ。その後、電波は粒子がエネルギーを失うにつれて薄れた。次に二つの銀河団の衝突が雲を圧縮ないし再加速し、電波が再び明るくなったとみられる。衝突による衝撃波が、この再加速に一定の役割を果たした可能性もある。

X線画像では、銀河団の高温ガスの大部分がほぼ楕円形の対称な形をしている。その対称成分を取り除いた残差画像では、左右が明るく中央が暗い非対称な分布が見つかった。この偏りから、衝突は画像の左右方向に沿って起きたと考えられ、数億年前に直接衝突した後、現在は互いに遠ざかりつつあるとみられる。ト音記号への類似は、ランダムな形に人が見慣れた形を見いだす「パレイドリア」であり、科学的な関係はない。銀河団は数百の銀河と高温ガスを抱える宇宙最大級の構造であり、その合体の歴史を複数波長の望遠鏡で読み解いた点が今回の成果の要である。

宇宙の大規模構造の進化を理解するうえで、X線・電波・赤外線を重ね合わせる多波長観測が有効であることを示した点は、天文学の手法として意味がある。製造業の視点で見ると、この成果を支えているのは各波長の観測装置であり、X線望遠鏡の光学系や検出器、欧州に広がる電波望遠鏡ネットワークの受信機、赤外線望遠鏡の検出器などは、高い形状精度や材料の安定性を求められると考えられる。観測装置は長期間安定して動作することが求められるため、部品の信頼性や品質管理の考え方は、宇宙関連の調達で重視されるものと共通する部分があると考えられる。日本の部品・素材・装置のサプライヤーにとっては、こうした科学機器向けの精密加工、表面処理、材料供給などで関わる余地があるとみられる。ただし本記事は個別の機器や企業に触れておらず、実際の参入には各プロジェクトの仕様と調達条件を個別に確認する必要がある。

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