総合研究大学院大学の大西響子氏らの研究グループは、アルマ望遠鏡を用いて棒渦巻銀河「NGC 1097」を観測し、その中心に位置する超巨大ブラックホールが太陽の1億4000万倍の質量を持つことを明らかにした。

超巨大ブラックホールの質量の求め方は、これまでいくつも提案されており、超巨大ブラックホールのすぐ近くにある星や強い電波を発する「メーザー」と呼ばれる天体の動きを測定する方法、母銀河のバルジ部に分布する電離ガスの運動から推定する方法などがある。しかし、これらはいずれも適用できる範囲が限られていた。

今回の研究では、アルマ望遠鏡による銀河NGC1097の観測データを用いて、その中心にある超巨大ブラックホールの質量導出に挑んだ。NGC1097中心付近に分布するシアン化水素（HCN）とホルミルイオン（HCO+）が放つ電波を観測することで分子ガスの分布と運動の様子を精密に測定し、このガスがどのような重力のもとで運動しているのかを、天体モデルを作成して調べた。その結果、NGC1097の中心にある超巨大ブラックホールの質量は、太陽質量の1億4000万倍であることが分かった。

研究メンバーは、「アルマ望遠鏡は、わずか2時間ほどの観測でNGC1097中心部のガスの運動データを得ることができました。銀河とその中心にある超巨大ブラックホールの関係を明らかにするには、多くの、そしてさまざまなタイプの銀河でブラックホールの質量を求める必要がありますが、アルマ望遠鏡を使えば現実的な時間で多くの銀河の観測を実行することができます」と、コメントしている。

今後は、研究をさらに進めていくことで、銀河と超巨大ブラックホールの共進化の仕組みと歴史が明らかになっていくと期待されている。

なお、この内容は「The Astrophysical Journal」に掲載された。論文タイトルは、「A Measurement of the Black-Hole Mass in NGC 1097 using ALMA」。

■動画で解説する「アルマ望遠鏡によるブラックホールの精密体重測定」

