(CLO) 天文学者たちはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) を使用して、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発表されたこの発見は、初期宇宙で超大質量ブラックホールがいか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多くの場合非常に大きく、近傍宇宙の大きな銀河で発見されることが多く、その質量はホスト銀河の総質量の約 0.1% を占めます。しかし、研究で発見されたブラックホールの質量は、そのホスト銀河の質量の約40％に相当する。
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の合体と、そのホスト銀河からのガスと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を形成するの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まだ 8 億年ほどしか経っていない頃に、巨大な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、今にも昼寝を始めそうだ。イラスト: 顧佳容
注目すべきは、このブラックホールは質量が非常に大きいにもかかわらず、他の超大質量ブラックホールほど急速にガスや塵を吸収しないという点です。その代わりに、ブラックホールが物質を吸収する速度は非常に遅く、その速度はブラックホールが吸収できる最大の速度のわずか 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いていないため、「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「眠り」は、ブラックホールが属するホスト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「大きく生まれた」可能性があり、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。もう一つの可能性は、過活動の期間の後に長い休息期間が続くことです。
マイオリー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のシミュレーションを実行し、これらのブラックホールが「過剰供給」の段階を経る可能性があることを発見した。 「過剰供給」段階では、ブラックホールは極めて急速に成長しますが、この段階はわずか 500 万年から 1,000 万年しか続かず、その後は数千万年間「休眠」状態になります。
「これらの短いバーストは、ブラックホールがほとんどの時間を休眠状態に費やしている間に、ブラックホールが急速に成長するのを助ける」とマイオリーノ氏は述べた。このブラックホールの休眠期間は「過剰供給」段階よりも 10 ～ 20 倍長く続く可能性があり、そのため初期宇宙のブラックホールはほとんどが休眠状態にあり、検出が困難です。
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歩です。研究チームは、初期の宇宙は眠れる宇宙の「怪物」で満たされていた可能性があり、将来的にはそのようなブラックホールがさらに発見されるかもしれないと示唆している。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だろう。
ゴック・アン（Space、Daily Mail、Popsci による）
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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
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