地球から約5000万光年離れた銀河NGC 4151において、X線分光撮像衛星「XRISM（クリズム）」が画期的な成果を上げ、超巨大ブラックホールから放出される強力な風を速度成分ごとに分解することに初めて成功しました。これらの風は中心領域からガスを運び出すことで星形成を抑制しており、最も質量の大きな銀河において星の数がモデルの予測よりはるかに少ないという長年の謎を解明する鍵となります。
ミシガン大学のシン・シャン氏率いる研究チームは、2023年から2024年にかけて実施された5回の観測結果を分析しました。XRISMの分光データは、この風が低速で暖かい吸収体（秒速100〜1,000km）、高速な流れ（秒速1,000〜10,000km）、そして光速の約3分の1に達する超高速の噴出物（秒速10,000〜100,000km）という、明確に異なる3つの層で構成されていることを明らかにしました。スペクトル全体では最大6層のガス吸収体が特定されており、これらの流れが極めて高度な構造を持っていることを裏付けています。
こうしたアウトフローは、新しい星の誕生に不可欠な大量のガスを銀河の外へと排出してしまいます。その結果、巨大な銀河では、理論上の予測と比較して星の数が著しく不足する現象が引き起こされます。これらのガスの塊が運ぶエネルギーは、銀河の中心部から星形成の材料となるガスを物理的に一掃するために必要な閾値を上回っています。
XRISMによる観測は、硬X線フレアと風の加速を初めて関連付け、磁気遠心力による加速メカニズムを実証しました。XRISMの分解能（約5電子ボルト）はチャンドラやXMM-Newtonといった従来の衛星の約10倍に達しており、高速な風の兆候が潜む鉄K端の重要なエネルギー領域で微細なスペクトル構造を識別することを可能にしています。これらのデータは2025年7月に「アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ」誌で発表され、2026年6月にパサデナで開催された第248回アメリカ天文学会でも報告されました。
本研究の成果は、ブラックホールの降着エネルギーがいかにして銀河全体の進化を制御しているかを示しており、銀河中心部での星の増加を抑制することが、宇宙最大の銀河に見られる星の不足につながることを明らかにしています。
