高エネルギーガンマ線フレアに伴う電波増光を検出…M87で発生

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高エネルギーガンマ線フレア発生中(2012年の3月)のM87ジェットの電波画像(出典:国立天文台)
  • 高エネルギーガンマ線フレア発生中(2012年の3月)のM87ジェットの電波画像(出典:国立天文台)
  • 観測した各周波数の光度変化のグラフ。縦軸が強度、横軸が時間経過を示す。グレーの領域がフレアの発生時期(出典:国立天文台)
  • コア領域の電波強度曲線。グレーの領域がフレアの発生時期。赤い線がVERAの43GHz、青い線がVERAの22GHzを示す(出典:国立天文台)
国立天文台の秦和弘氏を中心とした国際チームは、日本のVERAや欧州VLBIネットワーク(EVN)を使用して、活動銀河M87で発生した高エネルギーガンマ線フレアに伴う電波増光を検出した。

M87は、おとめ座銀河団の中心に位置する巨大な活動銀河で、強力なジェットを伴う大質量ブラックホールが存在する。明るいジェットを伴う活動銀河中心核として最も近い天体の一つで、これまで様々な周波数で多くの観測が行われてきた。ガンマ線フレアの発生も知られていたものの、その位置や現象の詳細が明らかになっていなかった。

研究チームは、2011年2月から2012年10月の間、EVNとVERAのGENJIプログラムによる高分解能モニター観測を行ってきた。GENJIプログラムは、ブラックホールからのガンマ線放射メカニズムの解明を目標とした計画で、すでに複数の天体で成果を上げている。

今回、観測期間中の2012年2月から3月、高エネルギーのガンマ線フレアが発生し、研究チームは、M87の中心部分での電波増光検出に成功した。

観測された増光の様子は、高周波数ほど振れ幅が大きく、変化も急激で、速くピークに到達していた。一方で、過去にガンマ線放射の可能性が指摘されていた中心から120pc(約390光年)ほど離れたHST-1領域では、変化が見られなかった。

これらのことから、中心部にある大質量ブラックホールの近くでフレアが起きたと推定される。また、中心の変化の様子や周波数によるタイムラグなどから、ジェットの見かけ速度を0.2c(秒速約6万km)未満と算出した。

研究チームでは、0.2cという速度は、過去のより明るいガンマ線フレアで観測された見かけの速度1.1cより小さいことから、ガンマ線の強度とジェットの速度に相関がある可能性も考えられるとしている。
《レスポンス編集部》

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