ハッブル宇宙望遠鏡で撮像した矮小銀河ホルムベルクIIにある超高光度X線源 X-1 (矢印) の周辺の多色合成画像。おおぐま座の方向、約1100万光年の距離にある。画像の大きさは約1100光年 × 900 光年。赤色は、水素原子からの輝線 (Hα) を表している。(クレジット：ロシア特別天体物理観測所/ハッブル宇宙望遠鏡) [写真拡大]

ロシア特別天体物理観測所・京都大学などによる研究チームは、謎の天体「超高光度X線源」のうち4天体をすばる望遠鏡で観測し、その全てから、ブラックホールがガスを一気に呑みこむ時の反動で、大量のガスが放出されている証拠を捉えることに成功した。

我々の近くの銀河をX線で観測すると、銀河の中心から離れた位置に、太陽の100万倍以上も明るい「超高光度X線源」がある。その正体は、星とブラックホールが重力によりお互いの回りを回っている「連星」と考えられていたが、超高光度X線源のブラックホールは、同種のブラックホールのおよそ100倍以上も明るいため、論争の的となっていた。

今回の研究では、4つの銀河にある超高光度X線源を、すばる望遠鏡を用いて観測したところ、全てのにおいて、温度数万度のガスが大量に存在することを示す、ヘリウムイオンから出る輝線があることを発見した。さらに、水素原子からの輝線の幅がヘリウムイオンの幅よりも大きいため、降着円盤または星から、外向きに加速された高温の「風」が吹き出していることを突き止めた。

研究グループは、これらを含む様々な研究データを考慮した結果、「小さなブラックホールに大量のガスが一気に流れ込んでおり、その反動で、一部のガスが降着円盤風として放出されている」証拠であると結論づけ、太陽の100万倍程度の明るさをもつ超高光度X線源はすべて「同種族」の天体であり、銀河系内の特異天体「SS 433」と同類であると推論している。

研究メンバーは、「本年度打ち上げ予定のASTRO-Hや将来のより高感度なX線天文衛星を用いたX線観測、および多波長観測を進めることで、最終的にこれらの謎を解決していきたい」とコメントしている。

なお、この内容は「Nature Physics」に掲載された。論文タイトルは、「Supercritical accretion discs in ultraluminous X-ray sources and SS 433」。