SS 433：銀河系最強のジェット

SS 433は太陽系から１万５千光年ほど離れたＸ線天体で、もしＸ線が眼に見えたら図１のように見えるはずです。見かけの大きさは角度にして数度、実際の大きさは数百光年におよびます。明るい中心核からは両側に２億度の高温ガスが光速の４分の１の速度で噴射されています。両脇には噴射後１万年ほど経過した古いガスが星間物質と衝突して光っていて、これをジェットローブと呼びます。

図１：「あすか」GIS装置で撮ったSS 433のＸ線像

この宇宙ジェットエンジンの仕組み、つまりガスがどのような機構で加速・噴射されているのかは、実はよくわかっていませんが、その中心部は図２のような、恒星 (伴星) とブラックホールの連星系だろうと考えられています。伴星の表面はブラックホールに引きむしられ、風呂の水が排水孔の周りに渦巻くようにブラックホールの周りに渦巻きながら落ちていきます。この渦を降着円盤といいます。降着円盤の内縁、ブラックホール近傍でなんらかの機構がガスの重力エネルギーを運動エネルギーに変換し、ガスの一部が外に吐き戻され、そうして高温・高速のジェットが形成されるのです。

図２：SS 433の中心部の想像図

この謎の天体SS 433を「あすか」で観測したところ、鉄やカルシウム、硫黄、珪素（シリコン）などの輝線がすべて２本に分裂して現れるという異常なＸ線スペクトルが得られました（図３）。ジェット中のこれら元素からの輝線が、光速の４分の１という速度のためにドップラー偏移し、こちら向きジェットからの輝線は青方偏移し、あちら向きジェットからの輝線は赤方偏移していたのです。この発見により、「ジェットのＸ線放射する部分は千万キロメートルより短く、降着円盤に隠されていて、輝線のペアはＸ線では見えない」というそれまでの説はくつがえされました。

図３：「あすか」SIS装置で撮ったSS 433のＸ線スペクトル。マグネシウム（Mg）、硅素（Si）、硫黄（S）、アルゴン（Ar）、カルシウム（Ca）、鉄（Fe）、ニッケル（Ni）の各元素のイオンについて、２本に分裂した輝線の対応を示してあります。

ジェットのＸ線放射する高温部分が長いということは、ガスの輻射効率が悪くてなかなか冷えないことを意味しています。輻射効率が悪いのにＸ線で明るく輝くということはガスが大量にあることを意味し、つまり射出質量が大きいことを示しています。「あすか」は生涯にわたってSS 433の観測をおこない、ジェットの温度、密度、射出質量などを決定しました。求められた運動エネルギーは太陽の放射エネルギーの数百万倍、射出質量は毎秒百兆トン、つまり月をまるごと一個、二日で噴射し尽くす勘定です。SS 433はおそらく私たちの銀河系でもっとも強力な天体でしょう。