東京都立大學等組成的國際研究團隊在多個星系聚集形成的「星系團」中心區域發現了高溫氣體的流動。據稱，這種流動是星系團在相互碰撞、融合過程中不斷成長的痕跡。這有望成為解開星系團等各類天體形成與演化之謎的關鍵線索。
X射線天文衛星「XRISM」的概念圖（供圖：JAXA）
半人馬座星系團中心區域想像圖。藍色區域表示高溫氣體流，白色表示星系，紅褐色表示低溫氣體（供圖：JAXA）
星系團高溫氣體運動狀態示意圖（供圖：JAXA）
此次的研究成果於2月13日發表在英國科學雜誌《自然》上。星系團是由數十到數千個星系聚集而成的宇宙中最大的天體，其直徑規模約達1000萬光年。星系團質量的80%以上由無法直接觀測的未知暗物質構成，約15%為溫度在數千萬到1億攝氏度的高溫氣體，剩餘的百分之幾則是星系。人們認為星系團是通過不斷碰撞與融合而逐漸變大的。
2023年12月至2024年1月，上述國際研究團隊通過國際合作開發的X射線天文衛星「XRISM」，對距離地球1億光年的「半人馬座星系團」的中心區域進行了觀測。研究團隊採用「光譜分析」手法，通過分析觀測天體發出的光的不同波長，詳細研究了高溫氣體的運動狀況。
觀測結果顯示，高溫氣體以每秒130～310公里的速度流動。研究團隊將觀測結果與模擬結果對比後判斷，確認高溫氣體的流動是由半人馬座星系團與小型星系團發生碰撞、融合的影響所致。
氣體的流動這一發現也為破解星系團中心區域持續保持高溫狀態這一謎團提供了線索。科學家此前認為，氣體受星系團中心超大質量黑洞的影響而被加熱，隨後通過輻射冷卻降溫。但此次觀測表明，星系團在碰撞和融合的過程中產生的氣體運動，維持了中心區域的高溫狀態。
東京都立大學的藤田裕教授表示：「我們希望進一步研究此次觀測結果在宇宙中是否具有普世感。」X射線天文衛星「XRISM」由日本國立研究開發法人宇宙航空研究開發機構（JAXA）和美國國家航空與太空總署（NASA）等聯合開發，於2023年9月發射升空，搭載了比以往X射線觀測設備高約30倍光譜解析度的儀器，在環繞地球運行的同時觀測星系和黑洞發出的X射線。
原文：《日本經濟新聞》、2025/2/18
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Nature
論文：The Bulk Motion of Gas in the Core of the Centaurus Galaxy Cluster
DOI：10.1038/s41586-024-08561-z
