宇宙で最も暑い場所

宇宙で最も高温の場所は、クエーサー3C273である可能性があり、その温度は約10兆℃と推定されている。

ハッブル宇宙望遠鏡が撮影したこの画像に写っているクエーサー3C273。写真：NASA — ハッブル宇宙望遠鏡が撮影したこの画像に写っているクエーサー3C273。写真： *NASA*

太陽は太陽系で最も高温の天体であるにもかかわらず、他の天体と比べるとその温度は比較的低い。ハーバード大学ブラックホール・イニシアチブの博士研究員であるダニエル・パルンボ氏によると、宇宙で最も高温の場所は超大質量ブラックホールのすぐ近く、特にガスを飲み込んでいるブラックホールのすぐ近くにあるという。ライブサイエンスによると、これらのガスを飲み込むブラックホールは、光速に近い速度で噴出する巨大な物質の流れである相対論的ジェットを持ち、非常に高温である。

研究者が知る限り、宇宙で最も高温の場所は、地球から24億光年離れた場所にある超大質量ブラックホールの周囲を囲む極めて明るい領域、クエーサー3C273である。ウェストバージニア州のグリーンバンク天文台によると、この領域の中心温度は摂氏10兆度を超えている。ただし、この温度推定値にはまだ不確実性がある。

超大質量ブラックホールは非常に強力で、ほとんどの銀河の中心に位置しています。その名の通り、サイズは巨大です。例えば、天の川銀河の中心にある超大質量ブラックホール、いて座A*は、太陽の数百万倍の質量を持っています。他のブラックホールと同様に、クエーサー3C273は非常に強い重力を持っているため、光を含むいかなる物体も脱出できません。この重力に反対する方向に、ブラックホールの周囲を回転するガスの輪があり、これを降着円盤と呼びます。

分子が高速でブラックホールに吸い込まれると、衝突によって生じる摩擦熱で数兆℃もの温度が発生することがある。これに対し、太陽の表面温度は5500℃である。パルンボ氏によると、ブラックホールの極めて強い重力が周囲の物質を宇宙空間に噴出する相対論的ジェットに衝突させると、この温度はさらに上昇するという。

しかし、宇宙で最も高温の場所はどこかという問いへの答えは、質問されるタイミングによって変わるかもしれないと、ブラックホール・イニシアチブの大学院生、コウシク・チャタジー氏は述べている。2つの巨大な天体が衝突すると、その爆発によって極めて高い温度が発生する。例えば、2019年に学術誌「ネイチャー・フィジックス」に掲載された研究によると、巨大な恒星の崩壊した中心部である中性子星同士が衝突すると、摂氏8000億度にも達する温度が発生する可能性がある。ブラックホールが中性子星と衝突すると、非常に高い温度が放射されることもある。

宇宙で最も高温の場所を正確に特定するのは困難です。なぜなら、遠方の天体の温度を研究することは非常に難しいからです。研究者たちは、ブラックホールの真の温度についてまだ確信を持てていません。その代わりに、科学者たちは超大質量ブラックホールから放出される可視光線、電波、X線といったエネルギーを測定しています。そして、これらの光源から放出される電磁波の波長パターンに基づいて温度を推定しているのです。

X線撮像分光ミッション（XRISM）と呼ばれる将来のX線観測衛星は、科学者が宇宙空間の高温ガスをより正確に測定するのに役立つだろう。より高度な観測機器のおかげで、クエーサー3C273よりもさらに高温の領域を発見できるかもしれない。