宇宙最古のブラックホールが発見された：その年齢は130億年以上

宇宙最古のブラックホールが発見された：その年齢は130億年以上

ブラックホールは、その起源を遡るビッグバンから4億年後、つまり130億年をはるかに超える、これまでに観測された最古のものであることが発見された。 ケンブリッジ大学率いる国際天文学者チームによるNASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡による発見は、ネイチャー誌に掲載された。

キャベンディッシュ研究所とケンブリッジのカブリ宇宙論研究所のロベルト・マイオリーノ氏は、「この結果は大きな前進を示している」と述べた。 そして研究の筆頭著者。 太陽の数百万倍の質量をもつこの驚くべき巨大なブラックホールが宇宙のかなり初期にすでに存在しているという事実は、ブラックホールがどのように形成され成長するかについてのこれまでの仮定に疑問を投げかけています。

天文学者らは、天の川銀河のような銀河の中心で見つかった超大質量ブラックホールが数十億年かけて現在の大きさに成長したと考えている。 しかし、この新たに発見されたブラックホールの大きさは、ブラックホールが別の方法で形成される可能性があることを示唆しています。ブラックホールは「大きく生まれて」いる可能性もあれば、これまで考えられていたよりも5倍の速さで物質を食べる可能性もあります。 標準モデルによると、超大質量ブラックホールは死んだ星の残骸から形成され、それらが崩壊して太陽の100倍の質量を持つブラックホールを形成する可能性がある。 もし予想通りに発達した場合、この新たに確認されたブラックホールは観測された大きさに達するまでに約10億年かかるだろう。 しかし、このブラックホールが検出されたとき、宇宙はまだ10億年も経っていませんでした。

このような巨大なブラックホールが観察されるのは宇宙のごく初期のことなので、ブラックホールが形成される他の方法を検討する必要があります。」 (ロベルト・マイオリーノ)

「最初の銀河は非常にガスが豊富だったので、ブラックホールの餌場になっていたでしょう」とマイオリーノ氏は続けた。 すべてのブラックホールと同様に、この若いブラックホールも、その成長を促進するために、その母銀河から物質を貪り食っています。 しかし、この古代のブラック ホールは、後の時代の他のブラック ホールよりもはるかに激しく物質を食い荒らします。 GN-z11 と呼ばれる若い主銀河は、その中心にあるこのようなエネルギーの強いブラック ホールによって輝いています。 ブラックホールは直接観察することはできませんが、ブラックホールの縁近くに形成される、渦巻く降着円盤の輝きによって検出されます。 降着円盤内のガスは非常に高温になり、発光して紫外線エネルギーを放射し始めます。 この強い輝きによって、天文学者はブラック ホールを見つけることができます。 GN-z11 は、天の川銀河の約 100 分の 1 ほど小さいコンパクトな銀河ですが、おそらくブラック ホールがその発達に悪影響を及ぼしていると考えられます。 ブラックホールがガスを過剰に消費すると、超高速の風のようにガスを押しのけます。

この「風」は星の形成プロセスを妨げ、銀河をゆっくりと滅ぼす可能性があります。 しかし、ブラックホールの食料源も奪うことになるため、ブラックホール自体も破壊されてしまいます。 「JWST によってもたらされた大きな飛躍により、これは私のキャリアの中で最もエキサイティングな瞬間です」とマイオリーノ氏は言いました。

「これは新しい時代です。特に赤外線における感度の大幅な飛躍は、一晩でガリレオの望遠鏡から現代の望遠鏡に変わるようなものです」とマイオリーノ氏は続けた。 「ウェッブが運用を開始する前、宇宙にはハッブル宇宙望遠鏡で見えるもの以上に明らかにできることはあまりないのではないかと思っていました」とマイオリーノ氏は語った。

「しかし、マイオリーノ氏は付け加えた。まったくそのようなものではなかった。宇宙は私たちにそれが何をしたのかを非常に寛大に示してくれた。これはほんの始まりにすぎない。」 「JWSTの感度は、今後数か月から数年以内にさらに古いブラックホールが見つかる可能性があることを意味します」とマイオリーノ氏は結論付け、彼はチームとともに将来のJWST観測を利用して、ブラックホールのより小さな痕跡を見つけようとしている。ブラックホールが形成されるさまざまな方法と、最初は大きくなるのか、それとも急速に成長するのかというパズル。

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