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理論上は構成可能なようで、海外で試している人もいるようです
しかしながら、Office 365やAD FSなどは1つのADと1つのテナントで利用する前提で色々と設計されている部分が多く、実際に利用しようと思うとかなりハードルが高いのではないかと思います。
・メールアドレスやユーザーアカウント名(UserPrincipalName)で利用するドメイン名が1つのOffice365テナントにしか紐づけられないので、テナントごとにAD側のドメインを分ける必要がある
・AD FSの標準セットアップは1つのテナント宛にしか実施できないので、2つ目のテナントは手動でコマンド(上記blogで実施している手順です)で実施する必要がある
・ディレクトリ同期は1つのADで1つのテナントに対してしか同期できないので、2つ目以降のテナントには手動でアカウントを登録してSSOできるように個別設定する必要がある