マイクロクエーサー：銀河系最速のジェット

宇宙ジェットの中には非常に大きな速度を持つものがあり、見かけ上光速を超えて運動しているように見えることがあります。このような「超光速ジェット」は最初、銀河系外にあるクエーサーから見つかりました。ところが1990年代になり銀河系の中からも、GRS 1915+105、GRO J1655-40という超光速ジェットをもつ２つの天体が発見されました。ジェットの（見かけではない）本当の速度は光速の0.92倍にも達し、「銀河系最強のジェット」SS 433に対して「銀河系最速のジェット」と呼べるでしょう。これらの天体は、クエーサーと比べて７--８桁も小さい質量のブラックホールを含む連星系（『ブラックホールを区別する』の図１参照）で、クエーサーの縮小版という意味で「マイクロクエーサー」と呼ばれます。どうやら宇宙ジェットという現象はブラックホールの質量に関係なく共通のメカニズムが働いているようです。クエーサーよりはるかに私たちの近くにあるマイクロクエーサーは、ジェットのメカニズムを詳しく探る格好の研究対象です。

「あすか」はこの２つのマイクロクエーサーから、興味深い特徴を発見しました。図１は、Ｘ線CCDカメラ（SIS）で見たGRS 1915+105のエネルギースペクトルです。７キロ電子ボルトあたりに、シャープなへこみ（吸収線）があることがわかります。これらは、視線方向に吸収体があり、天体から放射される様々な波長のＸ線（連続光）のうちある特定の波長だけが吸収されることによって生じます。観測された吸収線は電離した鉄原子によるものですが、その中心波長、幅、へこみの度合を調べることで、吸収体についての詳しい情報が得られます。その結果、毎秒1000 kmにのぼる不規則な流れ（乱流）をもつ高温のプラズマが、降着円盤をとりまくように存在していることがわかりました（図２)。もしかしたら、マイクロクエーサーの非常に大きな降着流と関係あるのかもしれません。こうした吸収線から降着円盤の構造を探る方法は「あすか」によって初めて確立され、現在に受け継がれています。

図１：SIS装置で撮ったGRS 1915+105のＸ線スペクトル

図２：マイクロクエーサーの想像図

また私たちは、電波で同時に観測することにより、マイクロクエーサーからジェットが噴出する瞬間をとらえることに成功しました。Ｘ線でジェットの見えるSS 433と異なり、マイクロクエーサーから観測されるＸ線のほとんどは降着円盤から放射される成分です。しかし電波ではジェットを観測することができます。図３にGRS 1915+105のＸ線・電波の光度曲線（時間に対して強度をプロットしたもの）を示します。Ｘ線の強度はばたばたしており、中性子星をもつラピッドバースターと同様に、降着物質が溜っては落ちる「ししおどし」のメカニズムが働いているものと考えられます（『ラピッドバースター』参照）。ここで面白いのは、Ｘ線が急に明るくなると同時に、電波も明るくなりジェットが放出されたことを示しています。「ししおどし」に溜った物質がまとめてブラックホールに向かって落ちる瞬間に、ジェットが生成されるのかもしれません。

図３：GRS 1915+105の光度曲線。Ｘ線（赤）と電波（青）で同時に取得したものです。