ウェッブ望遠鏡、初期宇宙で予想よりはるかに多いブラックホールを発見 | アストロピクス

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ウェッブ望遠鏡、初期宇宙で予想よりはるかに多いブラックホールを発見

東京大学宇宙線研究所などの研究チームは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測データを使って、120億〜130億年前の遠方宇宙で10個の超巨大ブラックホールを発見しました。その数は、従来の研究から予想された数の50倍にもなります。

多くの銀河の中心には太陽の100万倍〜100億倍に達する質量の超巨大ブラックホールが存在しています。これまで、すばる望遠鏡などによる探査によって、120億〜130億年前の遠方宇宙でブラックホールが周囲の物質を飲み込むときに明るく輝く「クエーサー」が多く見つかってきました。ただ同時代の銀河の数に比べると、クエーサーの数は1000分の1以下であり、遠方宇宙では珍しい天体だとみられてきました。

研究チームは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のNIRSpec(近赤外線分光器)で得られた遠方銀河の観測データを解析する中で、120億〜130億年前の10個の銀河から、活動的な超巨大ブラックホールの存在を示す特徴的な幅広い水素の輝線が出ていることを発見しました。

10個という数は、従来のクエーサーを使った研究による予想の50倍もの数でした。活動的な超巨大ブラックホールが、なぜこれほど多く遠方宇宙にすでに存在していたのか、理由はまだわかっていません。

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ブラックホールは遠方銀河に普遍的に存在する可能性

冒頭のウェッブ望遠鏡の画像をみると、超巨大ブラックホールからのものと思われるコンパクトな光だけでなく、親銀河から広がった光も見えています。色もさざままで、赤く小さな点のようにみえる天体もあります。このことは、活動的な超巨大ブラックホールが、さまざまな種類の遠方銀河に普遍的に存在することを示している可能性があるようです。

またスペクトルの情報からブラックホールの質量を求めたところ、太陽質量の100万倍から1億倍でした。これはクエーサーのもつブラックホールと比べ100倍ほど質量が小さく、より形成初期に近い天体であることがわかったとのことです。

一方で、現在の宇宙に存在する同じような銀河と比べると、超巨大ブラックホールの質量は10〜100倍ほど大きく、遠方宇宙でブラックホールが急成長しているようすを見ている可能性があるとしています。

Image Credit: NASA, ESA, CSA, Harikane et al.

(参照)東京大学宇宙線研究所