夜明けのこの神秘的なブラックホールの重さは太陽10億個分：ScienceAlert

宇宙の夜明けに潜んでいたことが発見されたブラックホールは、あまりにも巨大すぎて簡単には説明できません。 この銀河は、太陽 10 億個以上の質量を持つ J1120+0641 と呼ばれる銀河の中心に位置しています。

今日、私たちの周りにはさらに大きなブラックホールがあります。 問題は いつ J1120+0641があるからです。 ビッグバンから 7 億 7,000 万年も経っていないのに、ブラックホールがどのようにしてこれほどの質量を得るのに十分な時間があったのかを知るのは困難です。

私たちはこの銀河とその密集したブラックホールについて 10 年以上前から知っており、科学者たちはそれがどのように出現したのかについてのアイデアを持っていました。 さて、メモを使用して ジェームス・ウェッブ これらの概念の 1 つを無効にしてしまいました。 誰から見ても、J1120+0641 は「驚くほど正常」に見え、ブラックホールの重量増加についてはさらに奇妙な説明が残されています。

J1120+0641 が検出されました 2011年に発表数年間、それは知られている中で最も遠いクエーサー銀河のままでした。 実に良い数年が経ちました。 私たちが知る限り、J1​​120+0641 は奇妙な天体であり、そのサイズについて考えられる説明はまだ 1 つだけです。

クエーサー銀河は、中心に巨大な速度で摂食している超大質量ブラックホールを含む銀河です。 彼らは巨大なガスと塵の雲に囲まれており、それを可能な限り早く食い荒らしています。 ブラックホールの周囲の摩擦と重力により物質が加熱され、明るく輝きます。

しかし、ブラックホールの速度は無限ではありません。 最大安定レートはそれによって決まります エディントン限界すると、熱い物質が非常に明るく輝きます 輻射圧が重力を超える物質は押しのけられ、ブラックホールの餌となるものは何も残りません。

現在、ブラックホールは短時間エディントン超降着領域に侵入し、その限界を突っ走り、放射圧が始まる前にできるだけ多くの物質を飲み込むことができます。 これは、J1120+ の中心にあるブラック ホールについて考えられる説明の 1 つです。 0641、そして私たちがより多くのブラックホールを発見するのと同じように、宇宙の始まりには他の大きなブラックホールが潜んでいます。

エディントン超降着の兆候を探すために、天文学者は銀河の光の詳細な分析を実行し、極端なプロセスに関連する兆候を探すのに十分な解像度のデータを必要としました。 だからこそ、はるか彼方の時空間を観察するために最適化された、これまでに建設された中で最も強力な宇宙望遠鏡であるジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡が必要でした。

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は2023年初頭にこの銀河を観測し、ドイツのマックス・プランク天文学研究所の天文学者サラ・ボーズマン率いるチームは、ブラックホールが集めた光を解析して、ブラックホールを取り囲む物質の特性をカタログ化した。銀河上の塵。 郊外では、光る円盤が渦を巻いてブラックホールに食い込んでいる。

この分析により、ブラック ホールが実際には非常に正常に栄養を補給していることが明らかになりました。そして、その降着には、他の最近のクエーサー銀河と劇的に異なって見えるものは何もありません。

これらの巨大なブラックホールの存在について考えられる説明の 1 つは、余分な塵によって天文学者がその質量を過大評価する原因になっていたということです。 しかし、さらなる塵の兆候もありません。

これは、J1120+0641 がどのようなものであるかを意味します。ブラック ホールが物質を非常に高い速度で飲み込んでいない、非常に普通のクエーサー銀河です。 ブラックホールとその給餌方法は、ビッグバンから数億年以内という、私たちが観測した時点では比較的成熟していました。

「全体として、新しい観測は謎をさらに深めています。初期のクエーサーは驚くほど正常でした。」 ボーズマンは言う「どのような波長で観察しても、クエーサーは宇宙のどの時代でもほぼ同じです。」

これは、エディントン超降着が、黎明期の超大質量ブラックホールの不可解な成長に対する答えではないことを意味します。

もう 1 つの主な説明は、ブラック ホールはそもそも非常に大きな「種」から形成されたということです。 この理論は、星ほどの大きさのものからゆっくりと段階的に発生するプロセスではなく、物質の塊、または太陽の数十万倍の非常に重い星の崩壊によってブラックホールが形成され、その大きさが頭一つ大きくなるということを提案しています。始める。

宇宙初期の霧の中に隠れているこれらの巨大なモンスターがますます多く見つかるにつれ、この考えは突飛ではなくなり、むしろ宇宙の歴史におけるこの神秘的な時代について私たちが得られる最良の説明のように思えてきます。

この研究は、 自然天文学。