天文学者らは、恒星間の電離ガスの乱流雲が、遠く離れたクエーサーの電波信号をどのように曲げ、ぼやけさせるかを初めて直接検出した。
クェーサー TXS 2005+403 からの電波信号は、天の川銀河の中で最も乱流が多く分散した環境の 1 つである白鳥座領域を通過して、約 100 億光年進んで地球に到達します。左のこのアーティストのレンダリングでは、実際に現れるクエーサーが示されており、明るい降着円盤とジェットが暗闇を照らす灯台のように銀河に向かって光を放っています。右側では、火の熱霞がその背後にある物体の見方を歪めるのと同じように、乱流ガスがクエーサーに対する科学者の見方をどのように歪めるかを示しています。画像クレジット: Melissa Weiss / CfA.
星間物質として知られる天の川銀河の星と星の間の空間は、電離したガスと電子の雲が絡み合ったものです。
遠くの物体からの電波がこの乱流物質を通過すると、火の上に立ち上る陽炎がその背後にあるすべてのものの視界を歪めるのと同じように、電波は曲がり、歪みます。
この歪みにより、天文学者は長い間、乱気流が存在することを推測することができましたが、その構造を理解することはこれまでとらえどころのないままでした。
乱流を測定するために、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天文学者アレクサンダー・プラビン氏とその同僚たちは、TXS 2005+403 と呼ばれるクエーサーに狙いを定めました。
この明るい電波源は、はくちょう座の約 100 億光年離れたところにある超大質量ブラック ホールによって供給されています。
クエーサーの電波光が地球に向かって進むにつれて、天の川銀河で最も乱流で散乱が激しい環境の 1 つである白鳥座領域を通過するため、電波の偏向と歪みが生じます。
「電波データで私たちが見ているもののほとんどは、クェーサーそのものからではなく、天の川銀河のこの領域の乱流によって引き起こされる散乱から来ています」とプラビン博士は述べた。
「その分散とそれに伴う歪みにより、乱流を研究し、その構造をより深く理解し、推測できるようになります。」
TXS 2005+403 からの光の乱流の影響をより詳しく見るために、天文学者たちは NSF の超長基線アレイ (VLBA) からの 10 年近くのアーカイブ観測を分析しました。
彼らは、クェーサーの電波光が天の川を通過するとき、それが柔らかくぼやけて広がって消えることを期待していました。
その代わりに、彼らは、乱気流からのみ生じる可能性のある構造化された不規則な歪みを光に生成する、永続的で明確なパターンを発見しました。
「より遠くにある望遠鏡のペアではクェーサーの像は見えないはずですが、驚いたことに、クエーサーの信号、つまりかすかな輝きがはっきりと検出されました」とプラビン博士は語った。
「それは単純なぼやけやクエーサー自体では説明できず、乱気流の予想どおりに動作します。これが私たちが星間乱気流の影響を見ていることを知る方法です。」
「銀河を横切るこの視線に沿った散乱特性は、時間が経っても持続します。」
調査結果に関する文書は、 天体物理学雑誌からの手紙。
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AV プラヴィン 他。 2026. クエーサー内の星間乱流の痕跡を超長基線干渉法で直接検出: TXS 2005+403。 APJL 1003、L4;土井: 10.3847/2041-8213/ae60f4