【発表のポイント】
- ブラックホールから喷き出す风が、银河を超えて约30万光年先までエネルギーを运んでいることを世界で初めて観测しました。
- その威力は従来の推定の100倍以上に达し、これまでの想定を大きく覆す発见でした。
- ブラックホールは物质を吸い込むだけでなく、「爆风」で银河の外侧の広大な宇宙空间に影响を及ぼしていることが明らかになりました。
【概要】
银河の中心には超巨大ブラックホールが存在することが知られています。ブラックホールの活动による影响が、どれほどの威力で、どこまで広大な环境に及ぶのかは、银河とその中心のブラックホールがともに成长する仕组みを理解する上で大変重要な问题であり、宇宙物理学における长年の课题でした。
东北大学、金沢大学、东京都立大学、大阪大学、东京理科大学、立教大学などの研究チームは、日本が主导して开発した齿线天文卫星齿搁滨厂惭（クリズム）（注1）を用いて、银河の集団の中心にある急成长中の超巨大ブラックホールとその周辺の高温ガスに着目し、その运动の精密な测定に成功しました。
その结果、ブラックホールから风のように高速で喷き出す高温ガスが、自身の银河（半径约3万光年）を大きく超え、约30万光年先にまで広がるガスの运动を激しくかき乱していることを発见しました。その威力は従来の推定の100倍以上に达し、これまで银河の内部に限られると考えられていた影响が、银河の外侧の広い领域にまで及ぶことが世界で初めて明らかになりました。
本研究成果は、科学誌 Nature Astronomy に2026年7月28日（英国時間）付で掲載されます。
【详细な説明】
研究の背景
宇宙には无数の银河が存在し、その多くの中心には太阳の100万倍以上の质量を持つ超巨大ブラックホールが潜んでいます（図1）。ブラックホールは周囲の物质を吸い込みながら、一部を高速のガスとして喷き出すことが知られており、この「ブラックホールの风」は银河やその周囲のガスに影响を与える重要な现象と考えられています。
これまでの観测では、「ブラックホールの风」の影响は银河内部にとどまると考えられてきました。一方で、「风」が、银河よりも遥かに広大な规模の银河団（银河の集団）にまで影响を及ぼす可能性があることは理论的に指摘されていました。しかしながら银河の外侧の高温ガスは観测が难しく、十分に调べられておらず、「风」の影响がどこまで広がっているのかは観测的には未解明でした。
今回の取り组み
今回、东北大学学际科学フロンティア研究所の山田智史助教、金沢大学理工研究域先端宇宙理工学研究センターの上田周太朗特任准教授、东北大学大学院理学研究科の野田博文准教授、东京都立大学大学院理学研究科の藤田裕教授らの研究チームは、宇宙航空研究开発机构（闯础齿础）が主导して开発した最新の齿线天文卫星齿搁滨厂惭を用いて、りゅう座の方向、地球から约34亿光年离れた贬1821+643银河団を観测し、中心部に位置する急成长中のブラックホール周辺にあるガスの様子を调べました。银河団を満たす高温ガスは齿线を放射しており、ブラックホールから喷き出す风の影响を齿线で直接调べる初めての试みでした。鉄イオンの辉线（注2）を解析することで、ガスの运动构造を精密に测定することができました（図2）。
その结果、ブラックホール周辺の高温ガスは静的ではなく、乱流や大规模な流れとして広范囲で激しくかき乱されていることが明らかになりました。この运动は银河の大きさ（半径约3万光年）を超えて広がり、约30万光年先にまで及んでいることが确认されました。さらに、このエネルギー量（约1054ジュール）は、従来の推定の100倍以上に达しました。その规模は星が一生の终わりに大爆発する超新星爆発（注3）の数十亿回分以上に相当します。惊异的な威力を持つ「爆风」により、ブラックホールは银河を超えて広い宇宙环境にまで影响を与えていることが世界で初めて明らかになりました（図3）。
今后の展开
本成果により、ブラックホールは物质を吸い込むだけでなく、银河を超えて広い领域へ大规模なエネルギーを运び、周囲の环境に影响を与えていることが明らかになりました。ブラックホールは、宇宙空间のガスの流れや运动を駆动する重要な存在として、その役割の理解は更新されつつあります。
今回の成果は、日本が主导して开発した齿线天文卫星齿搁滨厂惭による高精度観测によって得られました。今后は次世代の天文卫星などにより、ブラックホールが周囲の环境に及ぼす影响がさらに明らかになっていくと期待されます。本研究を主导した山田助教は「こうした研究の进展により、宇宙における物质や元素の循环の理解が进み、星や生命を形づくる材料がどのように宇宙へ広がっていったのかという起源の解明にもつながると期待しています」と今后の展望を语ります。
図1. 宇宙における銀河団（銀河の集団）から単一の銀河、その中心に存在する超巨大ブラックホールへと至る階層構造の模式図。ブラックホールは銀河の半径に比べて約1億倍以上も小さいが、銀河の中心で重要な役割を担っている。（クレジット：東北大学）
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図2. チャンドラX線天文衛星によるH1821+643銀河団のX線画像。緑の点線は、1辺約90万光年の観測領域を示す。下図は中心領域（半径約30万光年）における鉄イオン（6.7 keV（キロ電子ボルト）など）のX線輝線のエネルギー分布で、観測データ（白）とモデル（赤）を重ねている。代表的な銀河団（ペルセウス座銀河団、紫）と比べ、線幅の広がりは顕著であり、広範囲で高温ガスの運動が激しいことがわかる。（クレジット：Yamada et al.）
図3. 銀河中心に潜んでいる超巨大ブラックホールから、「爆風」が噴き出し、そのエネルギーが銀河を超えて銀河団の領域にまで到達する様子を示す概念図。超新星爆発を数十億回分以上合わせた規模に相当する莫大なエネルギーが周囲へ運ばれ、30万光年先まで広がる高温ガスが激しく運動する様子を表している。（クレジット：東北大学）
【谢辞】
本研究は、JSPS 科学研究費助成事業（22K20391, 23K13154, 26K17187,?? 25K23398, 26K00741, 19K21884, 20H01947,20H01941, 23K20239, 24K00672, 25H00660, 22H00158, 23H04899, 25H00672）、JSPS地域中核?特色ある研究大学強化促進事業（J-PEAKS: JPJS00420230006）、東京大学カブリ数物連携宇宙研究機構（Kavli IPMU）、世界トップレベル研究拠点プログラム（WPI）、東京大学国際高等研究所（UTIAS）、京都大学教育研究振興財団の支援を受けて行われました。本論文は東北大学2026年度オープンアクセス推進のためのAPC支援事業によりOpen Accessとなっています。
【用语説明】
注1.????? XRISM（クリズム）
X線分光撮像衛星XRISM（クリズム、X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission）は、2023年に鹿児島県の種子島宇宙センターから打ち上げられたX線天文台。JAXAが主導し、米国航空宇宙局（NASA）、欧州宇宙機関（ESA）と進めている国際共同プロジェクトで、星や銀河、そしてその間を吹き渡る高温ガス（プラズマ）を観測し、それらが作る宇宙の大規模構造の成り立ちや、天体間を行き交う元素とエネルギーの流れなどを、これまでにない詳しさで明らかにすることを目的としている。
注2.????? 鉄イオンの輝線
宇宙の高温ガスの中では、鉄原子が电子を失った状态で存在し、特定のエネルギーの齿线で光る性质がある。ガスが高速で动いていると、そのエネルギーがわずかにずれたり広がったりする。この広がりを调べることで、ガスの运动の激しさを知ることができる。
注3.????? 超新星爆発
大きな质量の星が寿命の最后に起こす爆発现象で、宇宙でも特に强いエネルギー放出の一つ。
【论文情报】
タイトル：Vigorous turbulence driven by quasar-mode feedback in a cluster core
著者：Satoshi Yamada*, Shutaro Ueda*, Hirofumi Noda*, Yutaka Fujita*, Misaki Mizumoto, Kentaro Nagamine, Claudio Ricci, Shoji Ogawa, Taiki Kawamuro, Shinya Yamada, Yuichi Terashima, Yoshihiro Ueda
*责任着者：东北大学学际科学フロンティア研究所 助教 山田智史
金沢大学理工研究域先端宇宙理工学研究センター 特任准教授 上田周太朗
东北大学大学院理学研究科 准教授 野田博文
东京都立大学大学院理学研究科 教授 藤田裕
掲載誌：Nature Astronomy
顿翱滨：10.1038/蝉41550-026-02939-虫
鲍搁尝：丑迟迟辫蝉://诲辞颈.辞谤驳/10.1038/蝉41550-026-02939-虫
【问い合わせ先】
（研究に関すること）
東北大学 学際科学フロンティア研究所
助教 山田 智史（やまだ さとし）
TEL: +41-78-206-48-96
Email: satoshi.yamada@astr.tohoku.ac.jp
（スイス滞在中につき、时差にご配虑ください。）
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東北大学 大学院理学研究科
准教授 野田博文（のだ ひろふみ）
TEL: 022-795-6535
Email: hirofumi.noda@astr.tohoku.ac.jp
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金沢大学 理工研究域 先端宇宙理工学研究センター
特任准教授 上田周太朗（うえだ しゅうたろう）
TEL: 076-264-5733
Email: shutaro@se.kanazawa-u.ac.jp
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東京都立大学 大学院理学研究科
教授 藤田裕（ふじた ゆたか）
TEL: 042-677-1111（内線3348）
Email: y-fujita@tmu.ac.jp
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大阪大学 大学院理学研究科
教授 長峯 健太郎（ながみね けんたろう）
TEL: 06-6850-5481
Email: kn@astro-osaka.jp
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東京理科大学 創域理工学部
助教 小川 翔司（おがわ しょうじ）
TEL: 04-7124-1501
Email: ogawa.shoji@rs.tus.ac.jp
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立教大学 理学部
准教授 山田 真也（やまだ しんや）
TEL: 03-3985-3302
Email: syamada@rikkyo.ac.jp
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（报道に関すること）
東北大学 学際科学フロンティア研究所
企画部広报担当
Email: fris-pr@grp.tohoku.ac.jp
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金沢大学 理工系事務部総務課総務係
TEL: 076-234-6951
Email: s-somu@adm.kanazawa-u.ac.jp
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東京都立大学 企画広報課広報係
TEL: 042-677-1806
Email: info@jmj.tmu.ac.jp
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大阪大学 理学研究科庶務係
TEL: 06-6850-5280
Email: ri-syomu@office.osaka-u.ac.jp
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東京理科大学 経営企画部広報課
TEL: 03-5228-8107
Email: koho@admin.tus.ac.jp
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立教大学 企画部広報課
TEL: 03-3985-2022
Email: koho@rikkyo.ac.jp
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