銀河は予想以上に激しく物質を放出する
新しい分析により、銀河内の超大質量ブラックホールがバリオン物質をこれまで考えられていたよりもはるかに攻撃的に放出することが明らかになり、長年行方不明だった宇宙ガスを説明する。カリフォルニア大学バークレー校の研究者たちは、宇宙マイクロ波背景放射の観測を組み合わせ、この通常の物質が暗黒物質からどのように分岐するかをマッピングした。これらの発見は、ブラックホールが宇宙の質量分布を形成する強力な役割を強調している。
長年、宇宙学者たちはバリオン物質の所在に悩まされてきた。これは、陽子や中性子などの粒子からなる通常の物質で、星、惑星、ガスを形成する。暗黒物質が宇宙を支配する一方で、バリオンは部分的に欠落しているように見え、数パーセントしか星に閉じ込められておらず、残りは拡散し検出が難しいガスとして存在する。
カリフォルニア大学バークレー校のBoryana Hadzhiyskaと彼女のチームは、ビッグバンの残光である宇宙マイクロ波背景放射を分析することでこれに対処した。彼らは、バリオン物質がこの放射に影を落とす方法と、質量の大きな物体からの重力場がそれを歪める方法を調べた。これにより、バリオン物質が暗黒物質のハローにはりつく場所と分離する場所を、銀河内および銀河間空間の両方で特定できた。
結果は、バリオン物質が暗黒物質よりも広がっていることを示し、銀河中心の超大質量ブラックホールが予想外の激しさでそれを放出していることを示唆する。「物質は、優勢な成分である暗黒物質と、バリオン物質、つまり本質的にガスからなる。そのガスのうち、数パーセントだけが星の形で存在し、残りは拡散ガスの形である」とHadzhiyskaは説明した。
専門家たちは、ブラックホールの影響を明確にしたこの研究を称賛している。「このプロセスがどのように起こり、それがどれほど強いか、つまり与えられた銀河から実際にどれだけの物質が放出されるかを理解することは、これまで極めて不確実だった」とコロンビア大学のColin Hillは述べた。「超大質量ブラックホールが銀河周囲のガスを移動させる役割を理解するための補完的な探針を提供する」とウォータールー大学のAlex Krolewskiは付け加えた。
これらの洞察は、引力によって物質が塊をなす宇宙の塊状性をめぐる議論を解決する可能性がある。チームは、ガスを通る高速無線バーストなどのデータをさらに取り入れる計画だ。「不確実性が少ない、より良い『バリオン国勢調査』はまだ必要だ」とコロラド大学ボルダー校のMichael Shullは指摘した。Hadzhiyskaは、これが標準宇宙論からの逸脱、特に暗黒物質の振る舞いを明らかにするかもしれないと期待している。この研究はPhysical Review D（DOI: 10.1103/kclp-x5j1）とarXiv（DOI: 10.48550/arXiv.2507.14136）に掲載されている。