コンパス座銀河のブラックホール成長：ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が捉えた「内側への供給」の圧倒的優位性

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）がもたらした最新の高精度赤外線データが、超大質量ブラックホールの成長メカニズムに関するこれまでの天文学的常識を覆そうとしています。地球から約1300万光年（4.0メガパーセク）の距離に位置する渦巻銀河「コンパス座銀河」の中心部を詳細に観測した結果、活動銀河核付近の赤外線放射の主因が、強力なガスの流出（アウトフロー）であるという長年の定説を否定する証拠が見つかりました。この詳細な画像は、ブラックホール周辺のエネルギー環境に対する私たちの理解を根本から変えるものです。

ウェッブ望遠鏡のデータ解析によると、実際には従来考えられていたものとは逆のプロセスが支配的であることが判明しました。高温の塵を含む膨大な物質が、中心の超大質量ブラックホールに向かって渦を巻きながら内側へと流れ込んでいるのです。この物質は「トーラス」と呼ばれるドーナツ状の構造の積層部に蓄積され、ブラックホールの成長と銀河の進化において極めて重要な役割を果たしています。数値で見ると、高温の塵から放出される赤外線の約87％がこの内向きの供給によるものであり、一方で流出による放出は1％未満にとどまることが確認されました。つまり、ブラックホールによる物質の消費が、放出を大幅に上回っていることが裏付けられたのです。

この発見は、1990年代から天体物理学のモデルにおいて議論されてきた、活動銀河核からの過剰な赤外線放射の正体という大きな謎を解明するものです。研究チームはこの鮮明な視界を得るために、JWSTの近赤外線撮像・スリットレス分光器（NIRISS）に搭載された「開口マスク干渉法（AMI）」という革新的な技術を駆使しました。この手法は、7つの小さな穴が開いたマスクを使用することで望遠鏡の開口部を干渉計として機能させ、これまでは捉えることが困難だった微細な構造を浮き彫りにする干渉パターンを生成します。

メキシコ国立自治大学（UNAM）の共著者、ジョエル・サンチェス＝ベルムデス氏は、この高度な撮像モードによって特定の領域で解像度が実質的に2倍になり、従来の直接撮像よりも2倍鮮明な画像が得られたと述べています。これは、宇宙設置型の赤外線干渉計を銀河系外の天体調査に成功させた世界初の事例となりました。また、サウスカロライナ大学の筆頭著者、エンリケ・ロペス＝ロドリゲス氏は、この新データによって活動銀河核の赤外線シグネチャに関する過去のモデルとの矛盾がついに解消されたと強調しています。

コンパス座銀河は「タイプIIセイファート銀河」に分類されますが、銀河面からわずか4度という位置にあるため、星間塵による遮蔽が観測の障壁となってきました。かつてアルマ望遠鏡（ALMA）を用いた高解像度調査では、ブラックホールが吸収するガスは全体の約3％に過ぎず、残りは放射圧によって押し戻されていると推測されていました。しかし、学術誌『Nature』に掲載された今回のJWSTのデータは、このプロセスに不可欠な赤外線の文脈を補完しました。研究チームは今後、この検証済みの手法をより多くのブラックホールに適用し、コンパス座銀河で見られたこの供給ダイナミクスが宇宙の普遍的な特性であるかどうかを調査する計画です。