隠されたブラックホールを発見――珍しい三重銀河衝突を電波観測(A Gaze Through Dust: A Hidden Black Hole Uncovered in a Rare Triple-Galaxy Collision)

2026-08-20 中国科学院(CAS)

UGC 2369Sは、約4億5000万光年先にある三つの銀河が衝突・合体する珍しい「三重銀河合体」系。中国科学院新疆天文台などの研究チームは、光学観測ではガスや塵に隠されていた北側の銀河核から、活動銀河核(AGN)を初めて直接検出した。欧州VLBIネットワーク(EVN)と米国VLBAの1996年・2003年の未解析データを用い、ミリ秒角級の高解像度でコンパクトな電波源を特定。その電波特性から、星形成ではなく超大質量ブラックホールによる活動と判定した。このブラックホールは比較的低い割合で物質を降着させながら、相対論的なプラズマジェットを放出し、周囲の銀河環境へエネルギーを注入している。研究成果は、光学では見えない塵に覆われたブラックホールの発見にVLBIが有効であり、銀河合体とブラックホール成長の理解に重要な手掛かりを与えることを示した。

<関連情報>

3つの銀河が合体した高輝度赤外線銀河UGC 2369Sに埋もれた活動銀河核の存在を示すVLBIによる直接的な証拠 Direct VLBI evidence for a buried active galactic nucleus in the triple-merger luminous infrared galaxy UGC 2369S

Wancheng Xu, Sándor Frey, Lang Cui and Krisztina Éva Gabányi
Astronomy & Astrophysics  Published:04 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/202660763

隠されたブラックホールを発見――珍しい三重銀河衝突を電波観測(A Gaze Through Dust: A Hidden Black Hole Uncovered in a Rare Triple-Galaxy Collision)

Abstract

Context. UGC 2369S is a luminous infrared galaxy (LIRG) undergoing a late-stage merger in a triple system, where the heavily obscured northern core is suspected to host an active galactic nucleus (AGN). However, severe dust and gas obscuration makes definitive confirmation challenging.

Aims. We aim to provide direct observational evidence for the buried AGN through high-resolution radio imaging, while investigating the AGN accretion and feedback properties within this merger-driven gas-rich environment.

Methods. We analyzed archival European VLBI Network (1.6 GHz) and Very Long Baseline Array (1.7 and 5 GHz) data of UGC 2369S. Through high-resolution imaging and visibility-domain Gaussian modeling, we characterized the morphology and intensity of its milliarcsecond-scale radio emission.

Results. A compact radio component is detected in the northern core, exhibiting high brightness temperatures (Tb > 107 K) and a flat radio spectrum (α ≈ −0.45), which confirms the presence of an obscured AGN. The sub-Eddington accretion rate (λEdd ≈ 2.7 × 10−4) indicates that it falls within the radiatively inefficient accretion flow state.

Conclusions. We provide direct imaging evidence for an AGN in the northern core of UGC 2369S, revealing a deeply buried, jet-emitting low-luminosity AGN enshrouded by a Compton-thick gas cocoon. This demonstrates that VLBI is a uniquely effective tool for disentangling nuclear accretion and feedback processes within the heavily obscured environments of multiple-merger systems.

1701物理及び化学
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