TXS 0506+056 は、とかげ座BL型天体に分類される超高エネルギーブレーザー（地球方向に向かって相対論的ジェットを放出しているクエーサーの一種）である。赤方偏移は 0.3365 ± 0.0010 であり、地球からの光度距離は約17.5億パーセク（約57億光年）とされている。天球上ではオリオン座におけるオリオンの左肩の近くに位置している。1983年に電波源として発見されて以来、このブレーザーはあらゆる波長域の電磁スペクトルで観測が行われてきた。
TXS 0506+056 は、天体起源である高エネルギーニュートリノの発生源として初めて特定された天体として知られている。これはアイスキューブ・ニュートリノ観測所 (IceCube) によって報告されたニュートリノ検出イベント IceCube-170922A を受けて特定されたものであり、マルチメッセンジャー天文学の初期事例の一つとなった。それ以前のニュートリノ検出器でニュートリノの放出が観測されていた天体は太陽と超新星爆発 SN1987A のみであったが、これらは数十年前にはるかに低いエネルギーのニュートリノとして検出されたものだった。
観測の歴史 この天体はこれまで数多くのサーベイ観測で検出されており、そのため、有効な名称（カタログ番号）も多数存在している。最も一般的に使用されている「TXS 0506+056」という名称は、テキサス・サーベイ（Texas Survey、略称のTXS）のカタログに収録されたことと、同サーベイで採用されていたB1950.0年分点に基づく赤道座標を概略した数字に由来している。
TXS 0506+056 は1983年に初めて電波源として発見された。1990年代には活動銀河として、2000年代初頭にはブレーザー候補として同定された。2009年までにはブレーザーであることが確定し、その中でもとかげ座BL型天体としてカタログに登録された。TXS 0506+056 からのガンマ線は、EGRETおよびフェルミガンマ線宇宙望遠鏡での観測によって検出されている。
超長基線電波干渉法 (VLBI) を用いた電波観測により、このブレーザーのジェットにおいて見かけ上の超光速運動が生じていることが確認されている。TXS 0506+056はアメリカ合衆国・カリフォルニア州のにあるによって定期的に監視されているブレーザーの一つであり、電波で観測した際の光度曲線が2008年以降ほぼ途切れることなく記録されている。
TXS 0506+056 からのガンマ線流束は変動が激しく、その変動幅は少なくとも1,000倍に及ぶが、平均すると全天で最も明るいガンマ線発生源の上位 4% に入る。また、電波においても非常に明るく観測され、全ての電波発生源の上位 1% に入る明るさを持つ。その距離を考慮すると、TXS 0506+056 は特に高エネルギーのガンマ線において、既知のとかげ座BL型天体の中で最も本質的に強力な天体の一つと言える。
ニュートリノの放出 2017年9月22日、南極大陸でニュートリノの観測を行っているアイスキューブ・ニュートリノ観測所 (IceCube) は IceCube-170922A と命名された高エネルギーのミューニュートリノを検出した。このニュートリノのエネルギーは約 290 TeV に達していた。比較として、世界最大の衝突型円形加速器として知られる大型ハドロン衝突型加速器 (LHC) が生成できる最大エネルギーは約 13 TeV である。ニュートリノの検出から1分以内に、IceCube は世界中の天文学者に対してニュートリノの発生源候補の天体を探索するための座標を含む自動アラートを送信した。
発生源の天体が位置している可能性があった天球上において1.33度の範囲に及ぶ領域を捜索した結果、発生源候補と考えられるブレーザーは7個存在していたが、その中で TXS 0506+056 のみが可視光線における過去の観測に比べて増光しており、その後に減光したことが確認され、唯一の有力な発生源候補として特定された。当時、TXS 0506+056 は通常時の約6倍のガンマ線を放出するフレア（増光）状態にあることが判明した。その後、この天体は電波、赤外線、可視光線、X線、ガンマ線など、電磁波スペクトルの全域にわたる波長で観測された。同一の天体からニュートリノと光の両方が検出されたことはマルチメッセンジャー天文学における初期事例となった。
IceCube における過去のニュートリノの検出データを調査したところ、2014年から2015年にかけて、より低エネルギーのニュートリノによるフレアが発生していた証拠（遡及的検出、いわゆるプレカバリー）が発見された。これは TXS 0506+056 がニュートリノの発生源であることを裏付けるものである。独立した別の解析では、この初期のニュートリノの放出期間中にガンマ線のフレアは確認されなかったが、そのニュートリノの放出と TXS 0506+056 との関連性は支持された。TXS 0506+056 から放出されたニュートリノのエネルギーはそれまでに特定されていた他のあらゆる天体起源のニュートリノと比較して、6桁も大きかった。
この発生源から高エネルギーのニュートリノとガンマ線が観測されたことは、TXS 0506+056 が宇宙線の発生源でもあることを示唆している。なぜなら、これらニュートリノに分類される3つの粒子は全て同一の物理的プロセスによって生成されると考えられているためである。ただし、TXS 0506+056からの宇宙線が直接観測されたわけではない。ブレーザーにおいて、高エネルギーの陽子または原子核（すなわち宇宙線）が放射場や他の物質と相互作用することで、荷電したパイ中間子が生成される。その後、このパイ中間子はレプトンとニュートリノへと崩壊するが、ニュートリノは他の物質とほとんど相互作用しないため、ブレーザー内から外部へ脱出した。地球に到達したニュートリノは南極の氷と相互作用してミューオンを生成し、このミューオンが IceCube のニュートリノ検出器内を通過する際に発生させたチェレンコフ放射によって観測された。
2009年から2018年にかけて行われた TXS 0506+056 に関する16回の超長基線電波干渉計 (VLBI) による 15 GHz 帯の観測データを分析した結果、湾曲した宇宙ジェット、あるいは2つの宇宙ジェットが衝突している可能性が明らかになった。これはガンマ線の強度が低い時期であった2014年から2015年にかけてニュートリノが生成されたことを説明しうるものであり、TXS 0506+056が非典型的なブレーザーである可能性を示唆している。
2020年には、MASTER全球望遠鏡ネットワークを用いた研究により、IceCube-170922A の検出を示すアラートが発令されてから1分後の時点で TXS 0506+056 が光学スペクトルにおいて「オフ（低活動）」の状態にあり、その2時間後に再び「オン（高活動）」の状態に戻ったことが判明した。このことは、TXS 0506+056 がニュートリノ生成効率の高い状態にあったことを示唆していると考えられる。
2021年4月、バイカル湖付近にあるニュートリノ観測施設「Baikal-GVD」は、稀なニュートリノ検出イベントを報告し、この検出は GVD210418CA と命名された。記録されたエネルギーは 275 ± 75 TeV であった。その発生源は TXS 0506+056 の位置に近く、このニュートリノ検出イベントと TXS 0506+056 との関連を示唆する仮説はその後のRATAN-600電波望遠鏡による電波フレアの観測結果によって裏付けられている。
2022年9月18日には、IceCube が同じく TXS 0506+056 の方向から飛来した可能性があるエネルギーが約 170 TeV の天体起源ニュートリノを検出したと報告し、この検出イベントは IceCube-220918A と命名されている。
TXS 0506+056 から検出されたニュートリノの放出メカニズムとして考えられる説明の一つに、合体が迫った超大質量ブラックホールの連星系の軌道運動が挙げられている。こうした軌道力学的運動は、ブラックホール同士の接近に伴う宇宙ジェットの歳差運動に起因する準周期的な粒子放出を引き起こす可能性がある。
出典
関連項目 クエーサー 活動銀河核 ニュートリノ天文学 スーパーカミオカンデ マルチメッセンジャー天文学 SN 1987A#放出されたニュートリノの観測
外部リンク Frankfurt Quasar Monitoring: MG 0509+0541 with finding chart. Aladin Lite view of Fermi data centered on TXS 0506+056