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巨大なブラックホールは宇宙黎明期の残骸かもしれない

原始ブラックホールはビッグバン直後に形成されたと仮説が立てられているシャッターストック/Mohd.アフザ 宇宙のごく初期に存在した異常に巨大なブラックホールは、スティーブン・ホーキング博士によって初めて理論化された、エキゾチックな星のないブラックホールの一種である可能性があります。 8月、ケンブリッジ大学のボーユアン・リウ氏らは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）を使って、アベル2744-QSO1と呼ばれる130億年前の奇妙な銀河を発見した。この銀河には、太陽の約5,000万倍の質量を持つ巨大なブラックホールがあるように見えましたが、星はほとんどありませんでした。 「これはパズルです。伝統的な理論では、星は最初に形成されるか、ブラックホールと一緒に形成されると言われているからです」とリュー氏は言う。ブラックホールは通常、非常に重い星が燃料を使い果たして崩壊したときに形成されると考えられています。 リュー氏と彼のチームはいくつかの基本的なシミュレーションを実行し、その結果、QSO1 は、1974 年に物理学者のスティーブン・ホーキング博士とバーナード・カーによって初めて提唱されたエキゾチックな天体である原始ブラックホールとして始まった可能性があることが示されました。これらの天体は星から形成されるのではなく、ビッグバン直後に宇宙の密度の変動から合体したものと思われます。 原始ブラック ホールは、JWST で確認できる頃には大部分が蒸発して消滅しているはずですが、一部が生き残って、QSO1 のようなはるかに大きなブラック ホールに成長する可能性があります。 リュー氏と彼のチームの計算は彼らの観測結果とほぼ一致していたが、単純なものであり、原始ブラックホール、ガス雲、星の間の複雑な相互作用は考慮されていなかった。 現在、リュー氏と彼のチームは、宇宙の最初の数億年の間に原始ブラックホールがどのように成長したのかについて、より詳細なシミュレーションを実行した。彼らは、初期の小さな原始ブラックホールの周りでガスがどのように渦巻くのか、また新しく形成された星や死にかけている星がどのようにブラックホールと相互作用するのかを計算した。 ブラック ホールの最終質量とその中の重い元素に関する彼らの予測は、QSO1 で観測されたものと一致しています。 「決定的なものではありませんが、興味深いものであり、ある種重要な可能性です」とリュー氏は言う。 「これらの新たな観察により、通常は [black hole formation] 理論を再現するのは困難であるため、初期宇宙に巨大な原始ブラックホールが存在する可能性がより許容されるようになる。」 シミュレーションは、原始ブラックホールが実際にQSO1の実行可能な発生源である可能性があることを示していると、最初にブラックホールを発見したチームの一員であるケンブリッジ大学のロベルト・マイオリーノ氏は述べています。 「ブラックホールの質量、星の質量、化学濃縮の両方の点において、彼らがなんとかQSO1の特性と一致するという事実は、非常に興味深く、心強いことです。」 しかし、標準的な原始ブラックホールシミュレーションにおける最大の超大質量ブラックホールは、太陽質量約100万倍になる傾向があるとマイオリーノ氏は言う。 「ここでは私たちは50倍も巨大になっています」と彼は言います。 「しかし、これらの原始ブラックホールが強くクラスター化していると予想されることは事実であり、したがって、それらがなんとか合体して急速にさらに巨大になった可能性は十分にあります。」 もう1つの問題は、原始ブラックホールが最初に崩壊して形成するには、近くの爆発する星のように高エネルギー放射線の爆発が必要であるはずだが、QSO1の近くには潜在的な発生源が見当たらないことである、とマイオリーノ氏は言う。 宇宙の謎：イギリス、チェシャー州 象徴的なラベル望遠鏡を見学するツアーを含むエキサイティングなプログラムで宇宙の謎を探求しながら、科学界で最も聡明な頭脳を持つ人々と一緒に週末を過ごしましょう。 トピック: #巨大なブラックホールは宇宙黎明期の残骸かもしれない