巨大ブラックホールの活動は、星形成を一方的に止めない可能性

活動的に物質を取り込む超大質量ブラックホールは、星形成をただ「止める存在」ではないかもしれません。研究チームは近傍のセイファート銀河9個で、活動銀河核（AGN）、流出するガス、衝撃波、星形成が、繰り返し現れる空間的な配置をつくることを見いだしました。AGNの活動はガスを乱すだけでなく、条件によってはガスを再配置・圧縮し、新しい星の誕生と共存、あるいはそれを後押しする可能性があります。12

9個の銀河で何を調べたのか

研究チームは、欧州南天天文台（ESO）の超大型望遠鏡VLTに搭載されたMUSEを使い、近傍の2型セイファート銀河9個を観測しました。MUSEは、天体の場所ごとに光のスペクトルを取得できる積分視野分光装置です。これにより、銀河の中心周辺で、どの場所のガスがどのようなエネルギー源で光っているかを地図のように調べられます。12

課題は、若い星、AGN、衝撃波が出す信号が同じ領域で重なり得る点です。そこでチームは、理論に基づく3次元の輝線診断法を用い、次の3つを切り分けました。

• 若い星による電離
• AGNからの放射による電離
• 高速のガスが周囲のガスにぶつかることで生じる衝撃波励起

この分離は、NASAのチャンドラX線天文台による深いX線画像の形状とも整合し、中心部の構造が星形成だけではなくAGNに関係する過程を反映しているという解釈を補強しました。16

見えてきた共通の配置

9個の銀河全体で、次のような特徴が確認されました。

• 星形成は、銀河中心から見かけの距離で約0.8〜6キロパーセクにあるリング、または弧状の領域に多く分布していた。2
• AGNの放射は、中心核からキロパーセク規模まで伸びる円すい形、より正確には双円すい形の電離ガス領域をつくっていた。1
• 中心部には高速衝撃波が支配的なガスがあり、その周辺には衝撃波のみが卓越する領域も見られた。星形成リングの内部に局所的な衝撃波がある例もあった。1
• 中心付近の高速衝撃波はしばしば、AGNの電離双円すいや流出の方向とほぼ垂直に広がっていた。1

中心近くのリング状の星形成については、銀河の棒構造がつくる共鳴位置にガスが集積するという従来の説明と矛盾しません。一方で著者らは、AGNからの作用が星形成を後押しする「正のフィードバック」も寄与し得るとしています。1

なぜ「流出と垂直」の衝撃波が重要なのか

衝撃波が流出や電離双円すいに対して繰り返し垂直に見つかったことは、単に視線上で別々の構造が重なっただけではなく、物理的な相互作用を示す手がかりです。AGNやジェットが運ぶエネルギーが、周囲の星間ガスに横方向から作用し、圧縮・攪乱している可能性があります。1

著者らはこの配置が、ジェットと星間物質の相互作用という描像とおおむね一致すると評価しています。ジェットが弱いAGNでは、風のようなガス流と周囲のガスの相互作用がより重要になる可能性もあります。1

「AGNは星形成を止める」という単純図式を見直す

AGNフィードバックは従来、ガスを加熱したり銀河の外へ吹き飛ばしたりして、星の材料を減らし、星形成を抑制する主要な仕組みとして語られてきました。

今回の研究は、その効果を否定したわけではありません。また、AGNが常に星形成を増やすことを示した研究でもありません。星形成リングは棒構造に起因する可能性があり、因果関係の特定にはなお慎重さが必要です。1

それでも重要なのは、中心部の衝撃波が広く見られ、星形成・AGNの放射・衝撃波を分けて測定しなければ、AGNが星形成を抑えているのか、促しているのかを適切に判断できないことです。1

浮かび上がるのは、ガスがブラックホールへ降着する→AGNが放射や流出を生む→流出と衝撃波が銀河内のガスと相互作用する→ガスの分布や密度が変わり、星形成と共存または促進され得る、という連動した循環です。巨大ブラックホールは銀河の成長を止めるだけの存在ではなく、その内部で「星のゆりかご」がどこに、どう生まれるかを形づくる一因なのかもしれません。12