ウェッブ望遠鏡が「食べ過ぎ」た後に「眠っている」巨大ブラックホールを発見

(CLO) 天文学者たちはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) を使って、ビッグバンからわずか 8 億年後に静かに「眠っている」超大質量ブラックホールを発見しました。

太陽の約4億倍の質量を持つこのブラックホールは、大量の銀河ガスと塵を吸収し、食べ過ぎて「眠っている」状態になっている。

12月18日にネイチャー誌に掲載されたこの発見は、初期宇宙で超大質量ブラックホールがどのように急速に成長したかという疑問をさらに複雑にするものだ。

これらのブラックホールは典型的には非常に大きく、近傍宇宙の巨大銀河に見られることが多く、その質量は主銀河の総質量の約0.1%程度です。しかし、今回の研究で発見されたブラックホールの質量は、主銀河の質量の約40%に相当します。

超大質量ブラックホールは、一般的に、より大きなブラックホール同士の合体と、母銀河からのガスや塵の吸収によって成長すると考えられています。このプロセスは、超大質量ブラックホールの形成に数十億年かかると考えられています。しかし、JWSTは、宇宙のごく初期、つまり宇宙が誕生してわずか8億年ほどの頃に、このサイズのブラックホールを検出しました。

初期宇宙の過食ブラックホールが、まもなく昼寝を始めようとしている。イラスト：ジアロン・グ

注目すべきは、このブラックホールは巨大な質量にもかかわらず、他の超大質量ブラックホールのようにガスや塵を急速に吸収しないことです。その代わりに、物質を吸収する速度は非常に遅く、そのようなブラックホールの最大吸収速度のわずか1%程度です。このブラックホールは他のブラックホールほど明るく輝かないため、「休眠状態」にあり、検出が困難です。

このブラックホールは「眠っている」状態にあるにもかかわらず、その巨大な質量のおかげで検出可能です。ブラックホールの「眠っている」状態は、それが属する母銀河の質量と構造を研究する機会も提供します。

研究チームの一員であるロベルト・マイオリーノ氏は、これらのブラックホールは「生まれつき大きい」、つまり最初から大きく形成された可能性があると述べた。また、激しい活動期を経て、長い休止期を迎える可能性もある。

マイオリノ氏と彼のチームは、初期宇宙における超大質量ブラックホールの成長をシミュレーションし、これらのブラックホールが「過剰供給」の期間を経ることを発見しました。この「過剰供給」の期間、ブラックホールは極めて急速に成長しますが、この期間はわずか500万年から1000万年しか続かず、その後数千万年間「眠り」ます。

「これらの短いバーストにより、ブラックホールはほとんどの時間を休眠状態のまま過ごしながら、急速に成長することができます」とマイオリノ氏は述べた。ブラックホールの休眠期間は「過剰供給」期間の10～20倍も長く続くことがあり、初期宇宙のブラックホールは大部分が休眠状態にあり、検出が困難である。

この超大質量ブラックホールの発見は、初期宇宙におけるブラックホールの形成と進化をより深く理解する上で大きな進展となります。研究チームは、初期宇宙はこれらの休眠中の宇宙の「モンスター」で満たされていた可能性があり、将来的にはさらに多くのブラックホールが発見される可能性があると示唆しています。しかし、これらのブラックホールは休眠状態にあるため、今後数年間、その検出は天文学者にとって大きな課題となるでしょう。

ゴック・アン（Space、Daily Mail、Popsciによると）

出典: https://www.congluan.vn/kinh-vien-vong-james-webb-phat-hien-ho-den-khong-lo-ngu-sau-khi-an-qua-nhieu-post326434.html