ハッブル宇宙望遠鏡が銀河中心から青いガスが逃げ去るように押し出される様子を初めてとらえた。米航空宇宙局（NASA・ナサ）はハッブル宇宙望遠鏡が地球から約6,000万光年（光年・1光年は光が1年で進む距離で約9兆4,600億㎞）離れたNGC 4388銀河を撮影した写真を2日（現地時間）に公開した。写真を見ると中心部から青みを帯びたガスの柱が伸び、下端右側の角へと続いている。
ハッブル宇宙望遠鏡はナサと欧州宇宙機関（ESA）が共同で開発・運用する初の宇宙望遠鏡である。1990年にスペースシャトル・ディスカバリーに搭載されて打ち上げられ、地球上空約600㎞の軌道を回りながら大気の妨害なしに宇宙を観測している。当初の設計寿命は15年だったが、継続的な保守により現在も2021年に打ち上げられたジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWT）とともに現役で活動中である。
◇銀河が押し出した高エネルギーガスを捕捉
ハッブル宇宙望遠鏡の写真はおとめ座銀河団に属するNGC 4388銀河を撮影したものだ。おとめ座銀河団は1,000個以上の銀河が集まる場所で、天の川銀河から最も近い大型銀河団である。NGC 4388は渦巻銀河だが、今回の写真はほぼ側面から見た姿で、細長い棒のように見える。
銀河の円盤には星が生まれる星雲から出るピンク色の光と、熱い恒星の集団から出る青い光が収められている。厚い塵の雲は銀河中心部の強い白色光を遮っている。今回ハッブルがとらえた右下の青いガスの柱は、ハッブルが2016年に撮った写真では見られなかった様子である。ナサの科学者は、銀河から流出した青いガスの柱が銀河間に広がる高エネルギー物質に由来すると推定した。
広大な宇宙は、星が生まれ集まる銀河を除けば空っぽに見えるが、実際にはこの空間は「銀河間物質（intracluster medium）」と呼ばれる熱いガスの塊で満たされている。NGC 4388がおとめ座銀河団の中を移動する際、この銀河間物質を貫通する。こうなると銀河間物質が生む圧力のためにガスが後方へ流れ出す。炭酸ガスで満ちたペットボトルを押してコーラが噴き出すのと同じだ。
銀河間物質は高エネルギーのプラズマ（plasma）である。プラズマは超高温状態で原子核と電子が分離した状態を指す。銀河間物質はプラズマ状態の水素とヘリウムで構成されている。では、このガス雲をプラズマ状態で輝かせるエネルギーはどこから来たのか。科学者は銀河中心の超巨大ブラックホールから来たと推測する。
◇ブラックホールの姿を初めて示したおとめ座銀河団
ブラックホールは物体を引き寄せる力である重力が極めて強く、あらゆる物質を吸い込む天体だ。銀河中心にはこのようなブラックホールがある。ブラックホールに吸い込まれた物質は重力で圧縮されて円盤状となり、光に近い速度で回転する。このとき放たれる放射エネルギーが、銀河に最も近いガスを電荷を帯びたプラズマ状態にすることがある。
奇しくもおとめ座銀河団はブラックホールの実体を人類に初めて示した場所でもある。事象の地平線望遠鏡（EHT）国際共同研究チームは2019年にNGC 4486銀河中心にあるM87ブラックホールの写真を公開した。先に映画「インターステラー」で描かれたブラックホールは物理学理論に基づきコンピューターで合成した姿であり、実際の映像ではなかった。
EHT研究チームは2017年4月に南極、アンデス山脈など世界8カ所にある電波望遠鏡でおとめ座銀河団の中心にあるM87ブラックホールを同時観測した。M87ブラックホールの質量は太陽の65億倍に達する。これほどの巨大な質量が一箇所に集中し、重力が想像を超えるほど大きくなる。
ブラックホールは光さえ吸収するため直接写真を撮ることはできない。科学者は代わりに影を撮影した。写真で見える明るい光はブラックホールに吸い込まれながら回転する物質から発せられ、その内側の黒い空間がブラックホールが残した影である。当時公開されたブラックホールの姿は100年前にアインシュタインが相対性理論で予測したものと完全に一致した。
特異な点として、ブラックホールの写真では下側がより明るく見える。ブラックホールに近接した物質は光に近い速度で回転しながら引き込まれる。1915年に発表されたアインシュタインの相対性理論によれば、このように回転する物質の円盤のうち地球に向かって動く部分は、地球から遠ざかる部分よりも明るく見える。救急車が近づくほどサイレンの音が大きくなり、通り過ぎると小さくなるのと同じ原理だ。
参考資料
NASA（2026）、 https://www.nasa.gov/image-article/hubble-glimpses-galactic-gas-making-a-getaway/
NASA（2016）、 https://science.nasa.gov/missions/hubble/hubble-catches-a-transformation-in-the-virgo-constellation/
The Astrophysical Journal Letters（2019）、DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab0ec7