約1200万光年先にある銀河「ケンタウルス座A」の中心には、太陽の約6000万倍の重さを持つ巨大ブラックホールがあり、光の速さに近い2本のプラズマの噴流(ジェット)を宇宙に吹き出しています。このジェットは、中心よりも「ふち」のほうが明るく見えることが観測で分かっていましたが、理由は説明できていませんでした。ドイツのビュルツブルク大学のチームが、プラズマのシミュレーションでこの姿を再現し、天文学の専門誌「アストロノミー・アンド・アストロフィジックス」に発表しました。
ケンタウルス座Aは、中心のブラックホールが活発に活動している銀河(活動銀河)としては、地球に最も近いものです。ふちが明るい姿は、地球規模の電波望遠鏡の観測網「イベント・ホライズン・テレスコープ(EHT)」が、波長1.3ミリメートルの電波でとらえた画像にはっきりと現れていました。
チームは、プラズマ(電気を帯びた粒子からなる高温のガス)の性質を取り入れたモデルを作り、ブラックホールに落ち込む熱いガスの流れ、ジェット、磁場の構造を立体的に再現しました。カギになったのは、ジェットの中の強い磁場に沿って動く、高速の電子です。電子が出す電波の強さは磁場の向きによって変わるため、磁場の込み入った構造によって、ふちが明るく、中心が比較的暗く見えるのだといいます。このモデルから「EHTで観測したらこう見える」という模擬画像を作ったところ、実際のEHTの画像と非常によく一致しました。
筆頭著者は、同大学の天文学講座の修士課程の学生、フェリックス・グラーザー氏です。グラーザー氏は、ふちが明るくなる様子をモデルが再現できたことは、背後にある物理の重要な部分をとらえていることを示しており、同じ仕組みはほかのジェットでも広く働いているかもしれないと述べています。研究グループを率いるクリスティアン・フロム博士は、粒子レベルの小さなプラズマの働きが、数光日におよぶ大きな構造の形を決めうると指摘しました。
この成果は、ブラックホールがどのように粒子をとても高いエネルギーまで加速し、どんな放射を出すのかを理解する助けになるとされています。チームは、ドイツのツークシュピッツェ山に計画されているミリ波望遠鏡や、次世代の電波望遠鏡による今後の観測で、プラズマの痕跡がさらに見えてくると期待しています。
出典: Phys.org(ビュルツブルク大学)「Centaurus A in the spotlight: Plasma simulations reproduce black hole jets' mysterious bright edges」(2026年11月11日)