Dynamics and geometry of the inner sub-parsec-scale jet in 3C 279 observed with the Event Horizon Telescope
イベント・ホライゾン・テレスコープによるブレーザー3C 279の観測は、本質的に直交するコンパクトなコアが超相対論的な速度と低い輝度温度を有していることを明らかにしており、これは、現在のデータではその幾何学的構造を駆動する具体的な物理的メカニズムを特定するには不十分であるものの、サブパーセクスケールにおいて内側ジェットが観測者に向かって急激に曲がっていることを示唆している。
原論文は CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは以下の論文のAI生成解説です。著者が執筆または承認したものではありません。技術的な正確性については原論文を参照してください。 免責事項の全文を読む
宇宙を巨大な、コスミック・オーシャン（宇宙の海）として想像してみてください。その中には、ただ光を放つだけでなく、強力で超高速のエネルギーのビームを放つ灯台が点在しています。これらは「ジェット」と呼ばれ、銀河の中心に鎮座する究極の宇宙の掃除機、超大質量ブラックホールによって打ち出されます。何十年もの間、天文学者たちは、これらのブラックホールがいかにしてジェットを起動させ、いかにしてそれらを真っ直ぐに保ち、そしてなぜ時としてゆらぎ、あるいは曲がるのかを解明しようと試みてきました。それはまるで、回転する目に見えないモーターに取り付けられたノズルから、庭のホースが水を噴き出す様子を理解しようとするようなものです。この問いが重要なのは、これらのジェットが宇宙の端々まで膨大なエネルギーを運び、銀河がいかに成長し進化するかを形作っているからです。ジェットのまさに始まり、つまりブラックホールから飛び出す直後の瞬間を見るためには、地球から月にあるコインが見えるほど強力な望遠鏡が必要です。それがイベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）です。これは、地球サイズの仮想的な望遠鏡を作り出すために協力し合う、世界中の電波望遠鏡によるチームです。
さて、3C 279という有名なコスミック・ライトハウス（宇宙の灯台）にズームインしてみましょう。この新しい研究において、EHTチームは2021年に3C 273のジェットの根元を非常に鮮明に観察しました。そこで彼らが見つけたものは、少し驚くべきことでした。レーザーのように真っ直ぐに射出される直線的なビームではなく、ジェットの内側部分は、曲がったフック型のヌードルのように見えたのです。それは、ジェットがさらに遠方へと進む方向に対してほぼ垂直になっており、まるでジェットが源泉のすぐそばで急に鋭いターンを決めたかのようです。チームは、画像を再構成するために3つの異なるコンピュータ「イメージング」手法を用いましたが、そのすべてがこの奇妙に曲がった形状について一致した見解を示しました。これはエラーではなく、現実なのです。
科学者たちは、この曲がったジェットの中にある明るいエネルギーの結節点（ノット）がどれほどの速さで動いているかを測定しました。その結果、一部のパーツは、光の10倍の速さで移動しているように見える速度で突進していることがわかりました（これは、ジェットがほぼ地球の方を直接向いているために起こる「見かけの速度」という、視点のトリックによるものです）。このことは、ジェットが信じられないほど高速で動いており、「バルク・ローレンツ因子」（どれほど光速に近いかを表す、より専門的な言い方）が少なくとも10.3であることを示しています。ジェットが非常に高速で、かつ地球に向かって真っ直ぐに突き刺さるように動いているため、光はまるであなたの目に直接照らされるヘッドライトのように、超高輝度になります。
しかし、ここには大きな謎があります。なぜジェットは曲がっているのでしょうか？論文ではいくつかの可能性を示唆しています。例えば、ジェットがブラックホールの周囲にあるガスに衝突しているのかもしれません。ホースが壁に当たっているような状態です。あるいは、ブラックホールの近くで磁力が発生し、磁力線が切れて再結合することで、ジェットがゆらぎが生じているのかもしれません。あるいは、ブラックホール自体がペアの一部であり、二つのブラックホールのダンスが、回転する独楽（こま）のようにジェットを歳差運動（プレセッション）、つまり揺らすさせているのかもしれません。著者らは、まだどれが原因であるかを証明していないと慎重に述べています。彼らは、この曲がった形状が画像のミスや一時的な不具合であるという考えを明確に否定しています。また、バイナリ（連星）ブラックホール・システムが原因だと考えている人々もいるものの、現時点ではそれを断定できるだけの証拠はないとも指摘しています。
チームはまた、ジェットが年月を経てどのように変化してきたかについても調査しました。2021年の写真と、2011年および2017年の古い写真を比較することで、ジェットの形状と方向が変化していることを確認しました。それは、川の流れが変わっていく様子をタイムラプス動画で見ているようなものです。このことは、ジェットがダイナミックで生命力に溢れており、わずか数光日のスケールで常に自らを再構成していることを示唆しています。論文は、この曲がった超高速ジェットの素晴らしい新しい画像を得た一方で、この曲がりを解明するためには、今後何年にもわたって観察を続ける必要があると結論づけています。今のところ、私たちは、ジェットが荒々しく、速く、そしてねじれる存在であることを知っており、EHTはその混沌としたダンスフロアの最高の眺めを提供してくれたのです。
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