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【本学研究者情报】

〇学际科学フロンティア研究所　新领域创成研究部　助教　木村成生

〇学际科学フロンティア研究所　先端学际基干研究部　准教授　当真贤二

【発表のポイント】

• 银河の中心にある超巨大ブラックホール^注１からは电波で辉くプラズマ喷出流（电波ジェット^注２）が见られるが、电波放射に必要なプラズマの供给机构はこれまで解明されていない。
• 超巨大ブラックホールの表面付近では、磁気エネルギーの解放により短い时间だけ高エネルギーの光子が多量に放射されるフレア现象^注３が発生することを予言し、次世代の齿线観测卫星^注４はそのフレア现象を観测できることを示した。
• ブラックホールが駆动するフレアにより生じた高エネルギーの光子により、観测と整合する量のプラズマが电波ジェットへと供给されることを初めて示した。この理论モデルは近傍银河や天の川银河中心の电波観测と整合的である。

【概要】

宇宙に存在するブラックホールからは、电波ジェットと呼ばれるほぼ光速で运动するプラズマ喷出流からの电波信号が観测されています。しかし、ブラックホール近傍では物质はブラックホールへと落ち込んでしまうため、电波放射に必要なプラズマを电波ジェットへと供给する机构は大きな谜となっています。

东北大学学际科学フロンティア研究所（大学院理学研究科兼務）の木村成生助教と當真賢二准教授らの研究チームは、ブラックホール近傍で磁気エネルギーが効率的に高エネルギーの光子へと変換されるフレア現象が発生すると考えて理論モデルを作り、フレアの際に放射される高エネルギーの光子同士が相互作用して効率的に電波ジェットへとプラズマが供給され、電波ジェットの観測から要求されるプラズマの供給量を説明することに初めて成功しました。

過去に提案されてきた理論モデルと比べ、今回のメカニズムでは10万倍以上もの量のプラズマを電波ジェットへと供給できます。この理論モデルでは、私たちの住む天の川銀河の中心の超巨大ブラックホールSgr A*からの電波ジェットは暗くて現在の装置では観測できず、初めてブラックホールの画像が撮られた巨大楕円銀河M87からは強力な電波ジェットが観測されることを自然に説明できます。Sgr A*やM87のブラックホールが駆動するフレアからの高エネルギー光子は次世代のX线観测卫星によって検出可能であり、将来のX線天文学によって電波ジェットの謎の解明が期待されます。

この研究成果は米国の天体物理学専門誌『The Astrophysical Journal Letters』誌に2022年9月29日に掲載されました。

【用语解説】

（注1）超巨大ブラックホール
银河の中心に存在する太阳の100万倍から100亿倍程度の质量を持ったブラックホール。银河中心部の星の运动の観测や、M87银河の超巨大ブラックホールの影の电波画像によってその存在が确かめられている。このブラックホールへと物质が落ち込むと膨大な重力エネルギーを解放し、様々な电磁波を放射する天体（活动银河核）として観测される。

（注2）电波ジェット
一部の超巨大ブラックホールからは、细く绞られたプラズマが喷出している。この喷出流は电波で観测されており、ほぼ光速で运动しているため、电波ジェット、または相対论的ジェットと呼ばれる。

（注3）フレア现象
天体の明るさが突然明るくなる现象。一つの例として、太阳表面で発生する爆発现象である太阳フレアがある。他にも、银河系内の恒星が起こす恒星フレアや、磁场の强い中性子星が起こすマグネターフレア、超巨大ブラックホールが駆动する活动银河核フレアなどが観测されている。

（注4）齿线観测卫星
天体からの高エネルギーの光子であるX线を観测する人工卫星。本研究と関连する次世代のX线観测卫星として、FORCE计画とHiZ-GUNDAM计画がある。FORCE计画は高いエネルギーのX线に特化した観测装置で、これまでのX线観测装置よりも暗い天体を発见することが可能となる。HiZ-GUNDAM计画はエネルギーの低いX线帯域で最も広い视野を持つ装置であり、珍しい突発现象の発见を可能にする。Sgr A*からのフレアはFORCE计画、M87からのフレアはHiZ-GUNDAM计画による検出が期待できる。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

&濒迟;研究に関すること&驳迟;
东北大学 学际科学フロンティア研究所　
东北大学大学院理学研究科天文学専攻
助教　木村　成生　（きむら　しげお）　
電話: 022-795-6607
E-mail: shigeo*astr.tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）

&濒迟;报道に関すること&驳迟;
东北大学 学际科学フロンティア研究所　
特任准教授 藤原　英明　（ふじわら　ひであき）
電話： 022-795-5259
E-mail: hideaki*fris.tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）

东北大学大学院理学研究科
広报?アウトリーチ支援室
电话：　022-795-6708
E-mail: sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）