初期宇宙のクエーサーから強烈に噴き出す分子ガスを発見 ―銀河の成長を抑制するメカニズムの解明へ―

初期宇宙の銀河中心で明るく輝くクエーサーから、分子ガスが激しく噴き出ている様子が、アルマ望遠鏡を用いた観測で捉えられました。この噴き出る分子ガスの流れが、銀河の成長過程に大きな影響を与えている強い証拠となります。

現在の宇宙には、星形成が活発なものや星形成を終えたものなど、多様な銀河が存在します。誕生直後には星形成が活発だったにもかかわらず、その後不活発になるきっかけや時期は明らかではなく、現代天文学が挑む謎の一つです。理論的に考えられている原因として、銀河から噴き出る分子ガスの流れ（アウトフロー）があります。分子ガスは星を作る材料となることから、アウトフローは星形成の進み具合を調節する大切な働きをします。クエーサーは銀河中心の巨大ブラックホールへと落ち込むガスが明るく輝いている天体で、このクエーサーからは激しいアウトフローが生じている可能性があります。しかし星形成に影響するほどのアウトフローは、これまで観測されていませんでした。

北海道大学や筑波大学、早稲田大学などの研究者から成る研究チームは、クエーサーから噴き出るガスに含まれる分子が、背景から放射される電磁波を吸収することに注目しました。その上で、誕生から10億年未満という初期宇宙のクエーサーを観測したところ、これまでガスそのものを観測するだけでは捉えられなかったアウトフローを、明確に捉えることに成功したのです。噴き出るガスの速度と量は、銀河内の星形成を抑制するほど強烈でした。この銀河は今後1000万年ほどの短い期間で、星を作る材料となる分子ガスが枯渇してしまうと考えられます。分子ガスのアウトフローが星形成を抑制するという理論的な予想を裏付ける成果と言えます。

アウトフローは、銀河によって噴き出る速度やガスの量が違います。この違いがどのようにして生じるのか、研究チームはより多くのクエーサーを同様の方法で観測し、激しいアウトフローを起こしている銀河の割合を調査するなどして、銀河の成長についての理解を深めていくことを計画しています。

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