Where did these gigantic space bubbles come from? - Ashkbiz Danehkar

翻訳: Kumi Kaku 校正: Yoshiaki Yamagami

In November 2010, NASA announced the discovery of a strange,

2010年11月 NASAは これまで見たこともないような

never-before-seen galactic object:

奇妙な銀河天体を発見したと発表しました

two gigantic gaseous bubbles,

巨大なガスの塊が２つ

each emanating an impressive 25,000 light years

私たちの天の川銀河の中心から噴出して それぞれ直径２万５千光年にも及ぶ

from the center of our home galaxy, the Milky Way.

気泡を形作っているというのです

Inside the structures, named the Fermi Bubbles,

フェルミバブルと名付けられた これらの気泡の内部では

streams of high energy particles traveling faster than the surrounding medium,

高エネルギー粒子のジェットが 周囲の物質よりも高速で移動しており

collide with dust, gas, and light,

塵や ガスや 光と衝突して

to create gamma rays, the most energetic form of light.

最も高エネルギーの電磁波である ガンマ線を生成しています

Astronomers were perplexed.

天文学者たちは困惑しました

While gamma rays are not uncommon in space,

ガンマ線は宇宙ではありふれたものですが

radiation of this magnitude had only been observed in distant galaxies.

これほど強い放射線は それまで 遠くの銀河でしか観測されておらず

And they are typically produced by large-scale powerful events,

普通は 超新星爆発などの大規模で 強力なイベントで発生するものだからです

like explosions of supernova.

Yet, compared to our galactic neighbors,

しかし 近隣の銀河に比べて

the center of the Milky Way and the supermassive black hole

天の川銀河の中心部と そこにある超巨大ブラックホールは

that resides within it,

was always thought to have been relatively calm.

比較的穏やかだと思われていました

So, what was the powerful event that created these massive structures?

では この巨大な気泡を生み出した 強力なイベントとは何だったのでしょうか？

And is the center of our galaxy not so sleepy after all?

私たちの銀河系の中心は結局 それほど穏やかでなかったのでしょうか？

A clue to answering these questions came in December 2020,

そんな疑問に答えるヒントが 2020年12月にやってきました

when astronomers announced the discovery

天文学者たちが球状の放射物を

of yet another set of radiating spheres.

もう一対見つけたと発表したのです

Entitled the eROSITA bubbles, these structures are even wider,

「eROSITA（イーロシータ）バブル」と 名付けられたこの気泡はさらに大きく

extending nearly half the distance of the entire Milky Way in both directions,

両方向に広がる距離は 天の川銀河のほぼ半分にも及び

and fully encapsulating the Fermi Bubbles.

フェルミバブルを完全に包み込んでいます

They emit soft X-rays, which have frequencies lower than gamma rays,

放出するのは軟X線で ガンマ線より低周波ですが

but are still highly energetic forms of light.

それでも非常に高エネルギーの電磁波です

Astronomers quickly surmised that the overlapping bubbles

天文学者たちはすぐに これらの重なり合う気泡は

most likely share a single origin.

同じ発生源から来た可能性が高く

And the event that formed them must have generated a massive amount of energy—

その形成イベントは 太陽が生涯に発するエネルギーの

approximately 1 million times that which the Sun will produce

約100万倍に当たる膨大なエネルギーを

during its entire lifetime.

発生させたはずだと推測しました

Based on the speed of the jets of energetic electrons within the bubbles,

気泡中の高エネルギー電子の 噴出速度から見て

they calculated the event most likely took place

そのイベントは今からおそらく 300万年以内に

less than 3 million years ago.

起こった可能性が高いということです

This is relatively recent compared to the galaxy’s 13-billion-year lifespan,

銀河の年齢の130億年と比べると これは比較的最近のことで

and means our early ancestors might have even witnessed the powerful event,

人類の遠い祖先がこの強力なイベントを 夜空を照らす巨大な火の玉として

as a gigantic ball of heated mass illuminating the night sky.

目撃していた可能性さえあります

But what exactly was the powerful event?

では この強力なイベントは 一体何だったのでしょうか？

Two theories quickly emerged about what could have created the bubbles

２つの気泡とその中の 高エネルギー粒子ジェットの成因について

and the high energy particle jets within.

すぐに２つの説が唱えられましたが

And both are still debated today.

その議論は今も続いています

The first theory is that the bubbles

１つ目の説はこれらの気泡が最近

stem from a recent massive burst of star formation

銀河系の中心近くで 爆発的に起こった星形成から

toward the center of our galaxy.

生じたというものです

Newly forming stars produce a vast outflowing of hot gas,

星は形成の際に 恒星風と呼ばれる 高温のガスを大量に放出します

called stellar winds.

Meanwhile, young massive stars die quickly,

一方 若い巨星はすぐに燃え尽きて

causing energetic supernova explosions.

大きな超新星爆発を引き起こします

Stellar winds combined with these explosions

恒星風とその爆発が重なり合うと

can lead to the formation of large-scale galactic winds.

大規模な銀河風を巻き起こす 可能性があります

These galactic winds can push away the surrounding material,

この銀河風に押しのけられた周辺物質が

creating gigantic bubbles.

巨大な気泡を作り出すというわけです

The second theory is that the structures are the result of a powerful outburst

２つ目の説は銀河系の中心にある 超巨大ブラックホールで起こった

from the supermassive black hole at the center of our galaxy.

強力なバーストの結果だというものです

Named Sagittarius A*,

射手座A*と呼ばれるこのブラックホールは

this black hole lives up to its title of supermassive,

その名に違わぬ超巨大なもので

as it’s approximately 4 million times the mass of the Sun.

質量は太陽の約400万倍もあります

And scientists have documented similar jets of energy

また 遠くの活動銀河にある 同様のブラックホールでも

emanating from similar black holes in other distant active galaxies.

よく似たエネルギージェットの噴出が 観測されています

These jets are found in active galactic nuclei known as quasars,

これらは クエーサーの名で知られる 活動銀河核の中で見られるもので

and they're created as dust and gases rapidly fall into the feeding black hole.

塵やガスがブラックホールに 急激に落ち込むときに発生します

This gathers hot ionized gas around the vicinity,

周囲に引き寄せられた 高温のイオン化ガスが

which is then ejected from the center at ultra-fast velocities.

中心から超高速で放出されるのです

This theory suggests that Sagittarius A*, which is thought to be relatively quiet,

この説は 比較的穏やかだと思われている 射手座A*が

may have been active relatively recently.

比較的最近まで 活発だった可能性を示すものです

And it begs the question: will it wake up again?

では これが再び目覚めることは あるのでしょうか？

Scientists use supercomputers

科学者たちはスーパーコンピューターを使って

to run what is known as hydrodynamic numerical simulations,

流体力学数値シミュレーション というものを行い

where different physical conditions that may have led to bubble formation

気泡の形成につながった可能性のある 物理条件をいろいろ試しています

are explored.

While several results suggest that extreme outbursts from Sagittarius A*

射手座A*での激しい爆発が 気泡の一因である可能性を

likely contributed to the creation of the bubbles,

示す結果がある一方

it remains to be seen whether past star formations may have also played a role.

過去の星形成が一役買ったかどうかも 検証が必要です

Other simulations show evidence of other contributing factors,

他にも 銀河系の外から吹き込む 周辺物質の影響など

like the influence of circumgalactic medium winds from outside our galaxy,

他の要因の証拠を示した シミュレーションもあり

which may explain some of the bubbles’ unique features.

それで 気泡の特徴が 一部説明できる可能性もあります

These computational simulations will only get more precise

コンピューターシミュレーションの精度は

as we continue to launch more sensitive and dynamic telescopes into space.

より高感度でダイナミックな宇宙望遠鏡が 打ち上げられるにつれて上がるでしょう

But whatever answers we unlock will undoubtedly lead to more surprises

しかし どんな答えが出てきても 謎に包まれ 多分それほど穏やかでもない

about our mysterious, and perhaps not so calm, galaxy.

私たちの銀河をめぐる新たな驚きを もたらしてくれるのは間違いありません