A gamma-ray powerhouse's smoking gun? Gas trail points to microquasar jets

大マゼラン雲にあるガンマ線連星LMC P3の強いガンマ線の発生源について、名古屋大学と岐阜大学を中心とする研究チームが、マイクロクエーサーのジェットが周囲の分子ガスを押し広げた痕跡とみられる構造を電波観測で捉えたと報告した。ガンマ線の発生を説明する二つの有力な理論のうち、ジェットを駆動源とする考え方を支持する結果である。

LMC P3は、天の川銀河の伴銀河である大マゼラン雲の中で、最も明るいガンマ線連星として知られる。2016年の発見以来、異常に強いガンマ線が天文学者の謎となってきた。連星の一方は太陽の30倍を超える質量をもつ大質量星で、もう一方はブラックホールか中性子星とされるコンパクト天体である。二つの星は約10日周期で互いを回っており、この天体は、コンパクト天体を生んだ超新星爆発の残骸DEM L241の内部にある。

研究チームは2022年から、チリにある電波望遠鏡群ALMAを使い、一酸化炭素の放射を観測した。1.3ミリメートルと0.87ミリメートルの波長帯を用いることで、周囲の低温の分子ガスの構造、運動、温度を測定できたという。その結果、長さ約26光年、幅約3光年の、まっすぐで細長いガスの流れが見つかった。周囲のガスが約15ケルビンであるのに対し、この流れは35〜60ケルビンと高温であり、高エネルギーのジェットと相互作用して加熱されたと考えられている。

ここで重要なのは、ガンマ線の発生メカニズムに関する議論である。従来はパルサー風が有力な候補の一つとされ、中性子星から放たれる粒子の風が伴星の恒星風とぶつかって衝撃波を生み、ガンマ線を作るという説明がなされてきた。今回のジェットの痕跡は、降着円盤から噴き出すジェットが駆動源であるという見方を補強する。さらに、ガンマ線の強さから、中心天体がブラックホールである可能性を強く支持するというのが研究チームの見解である。ただし、これは観測にもとづく解釈であり、確定した結論ではない点に注意が必要である。

宇宙産業やサプライチェーンに直接的な影響がある発見ではないが、こうした観測を支えているのは、高感度の受信機、極低温で動く検出器、精度の高いアンテナ構造、高周波の電子部品といった精密機器である。電波望遠鏡の性能は、これらの部品の精度と信頼性に大きく依存する。日本の製造業にとっては、天文学の基礎研究が広がるにつれ、観測装置向けの高精度部品や素材への需要が増えていく可能性があると考えられる。

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