宇宙の黎明期に隠れていた珍しい超巨大ブラックホールは、科学者が考えていたよりも何千もの猛獣が初期の宇宙を闊歩していたことを示す可能性があります。
原始ブラックホールは太陽の約10億倍の質量があり、銀河COS-87259の中心で発見されました。この銀河は、ビッグバンからわずか7億5000万年後に形成され、チリにある電波観測所「アタカマ大型ミリ波干渉計（ALMA）」によって、満月の10倍にも満たない小さな空の一角に発見されたのです。
このブラックホールは、乱れた星屑のマントの下に隠され、急速に成長しているブラックホールは、光速に近い速度で移動するジェットで残飯を吐き出しながら、軌道上の物質の降着円盤の一部を消費していることが確認されました。このモンスターブラックホールは、塵の多い星形成中の銀河と、クエーサーと呼ばれる巨大で明るく輝くブラックホールとの間の、珍しい成長中間段階にあるように見える。
そして、宇宙の巨大なものは、初期の宇宙の雲のカバーの下に潜んでいる不可解なほど大きなブラックホールの数千のちょうど1つである可能性があり、研究者は示唆している。彼らはその発見を2月24日付けの学術誌「Monthly Notices of The Royal Astronomical Society」（新しいタブで開きます）に発表しました。
「率直に言って、[COS-87259と同時期の]約15の非常に初期の光り輝くクエーサーの存在を説明することは、ビッグバン以来そのような巨大なブラックホールを成長させるための時間がいかに短いかを考えると、銀河外天文学の大きな挑戦でした」と、テキサス大学オースティンの天文学者、研究のリード著者ライアン・エンドスリ（新しいタブで開く）は、ライブ科学に言いました。"もし、非常に初期の10億太陽質量のブラックホールが、我々が当初考えていたよりも数千倍も一般的であるならば(我々の発見によって暗示されるように、我々が信じられないほど幸運だったと仮定しない限り)、これは単に問題をさらに悪化させるだけです。"
超巨大な謎
ブラックホールは、巨大な星の崩壊によって生まれ、その中にある星形成銀河のガス、塵、星、他のブラックホールを絶え間なく食べて成長する。ブラックホールが十分に大きくなると、摩擦によってブラックホールの口に流れ込む物質が加熱され、クエーサーに変身する。
光は真空中を一定の速度で進むため、宇宙を深く掘り下げれば掘り下げるほど、より遠くからの光をとらえ、より長い時間を見ることができます。宇宙の夜明け」のシミュレーションでは、冷たいガスの雲が巨大な星に合体し、その星が急速に崩壊してブラックホールを形成した可能性が指摘されています。宇宙が成長するにつれて、この最初のブラックホールは他の星と急速に合体し、宇宙全体にさらに大きな超巨大ブラックホールを生み出すようになったのかもしれない。
しかし、このような混沌とした条件下で、どのようにしてこれほど多くの超巨大ブラックホールが誕生したのかは謎であり、宇宙年齢が現在の5％にしか達していなかった頃には、その数は数千個に達していた可能性もあり、その謎はさらに深まっているのです。あるレビュー論文（新しいタブで開きます）では、大きくて明るいクエーサーはブラックホールを見つけるのが最も簡単で、若い宇宙に潜む怪物の「氷山の一角」に過ぎない可能性があると指摘されています。
この難問に対する答えは、宇宙初期の銀河形成に関する我々の理解に穴をあけることになるかもしれません。2月22日、ジェームス・ウェッブ宇宙望遠鏡のデータを分析した別の天文学者のグループが、ビッグバンから5億年から7億年後の巨大な銀河6個を発見しました。
その理由は、初期のブラックホールが誕生した高密度の「スターバースト」雲の量と熱狂的な活動にあるのかもしれない。たとえば、2022年4月、COS-87259と同じ年齢のスターバースト銀河で、GNz7qという別の急速に成長し転移するブラックホールが発見され、この銀河が現在の天の川の1600倍の速さで焼きたての星を提供していることが明らかになった。COS-87259 は、現在の天の川銀河の 1,000 倍とやや遅い速度で調理していますが、そのブラックホールは GNz7q の 20 倍の質量と明るさをもっています。
「COS-87259とGNz7qの両方が昨年中に発見されたことは超驚きで、超初期の超巨大ブラックホール成長を理解するという観点から、これをどう意味づけるかという問いを私たちに突きつけています」とエンドスリー氏は述べました。
