NASAや欧州宇宙機関（ESA）が共同運用するジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）を用いた国際天文学研究チームが、観測史上最も遠方となる超大質量ブラックホールの合体プロセスを検出しました。この現象は、ビッグバンからわずか7億4000万年しか経過していない宇宙黎明期の原始銀河システム「ZS7」で確認されました。

この発見は、JWSTに搭載された近赤外線分光器（NIRSpec）により、濃密な星間ガスや塵の層を透過して得られた高解像度データによってもたらされました。ガスの運動速度を詳細に解析した結果、互いにわずか数千光年しか離れていない2つの活動的な降着核が分離検出されました。

近赤外線分光が解き明かす宇宙黎明期の巨大衝突

天体物理学において、宇宙誕生から10億年未満の短期間で太陽の数千万倍から数億倍もの質量を持つ巨大ブラックホールがどのように形成されたのかは、長年の未解決問題でした。通常の星間ガスの緩やかな降着だけでは、それほどの巨体に成長することは理論上極めて困難とされていたためです。

今回の合体現場の直接観測は、初期宇宙におけるブラックホール同士の激しい衝突と融合こそが、急激な質量拡大を駆動した主因であることを強く示しています。

“Our findings demonstrate that gigantic black holes were already rapidly growing through mergers when the universe was in its cosmic infancy.” — ハンナ・ウブラー博士（ケンブリッジ大学カヴリ天体物理学研究所 主席研究員）

初期宇宙における超大質量ブラックホール成長の謎を解明

ドップラー効果に基づくスペクトル幅の解析から、一方のブラックホールは太陽の約5000万倍の質量を有し、もう一方の天体も高温のガスに覆われつつ同等規模の質量を抱えていると推定されています。

研究チームは今後、中間赤外線観測装置（MIRI）やチリのALMA電波望遠鏡と連携し、重力波放出の手がかりや周囲の銀河形成プロセスをさらに追究する計画です。

Frequently Asked Questions

今回発見されたブラックホール合体はいつの時代のものですか？

ビッグバンからわずか7億4000万年後の宇宙黎明期に位置する銀河システムZS7で観測されました。

この観測結果が天文学にもたらす意義は何ですか？

宇宙最初期に超巨大ブラックホールが形成された要因が、天体同士の急速な合体であったことを実証しました。

Sources

ジェームズ・ウェッブ 天文学 ブラックホール 宇宙論 NASA 宇宙望遠鏡 深宇宙