コンピューターシミュレーションを使用して、ケンブリッジ大学の科学者が率いる研究者チームは、最初の星と銀河が形成され始めていた宇宙の初期段階で、超高Massiveブラックホールがどのように急速に成長したかを調査しました。彼らは、暗黒物質、ガス、ブラックホールの間の相互作用に焦点を当て、初期の宇宙の条件をシミュレートしました。
シミュレーションは、「Cold Accretion」と呼ばれるプロセスで、最初のクエーサーが手付かずのガスから形成されたことを示しました。冷たい付着では、ガスは超高Massiveブラックホールに落ちると冷却され、ブラックホールの周りにガスの密な円盤を形成します。このディスクは不安定になり、断片になり、重力の下でさらに崩壊する大規模なガスの塊が形成されます。
これらのガスの塊がブラックホールに向かって落ちると、摩擦のために熱くなり、放射線の形で膨大な量のエネルギーを放出し、クエーサーを作り出します。これらのクエーサーのエネルギー出力は非常に強力であるため、銀河全体を凌ぐことができます。
研究者たちは、最初のクエーサーの形成は、超大規模なブラックホールの質量、降着に利用できるガスの量、周囲の地域の暗黒物質の密度など、いくつかの要因の影響を受けていることを発見しました。彼らは、これらの要因の組み合わせが、超大規模なブラックホールの急速な成長と初期の宇宙のクエーサーの形成のために好ましい条件を生み出したことを示しました。
この研究はまた、最初のクエーサーが宇宙の進化とイオン化に重要な役割を果たすことができることを示唆しています。クエーサーによって放出される強い放射は、周囲のガスを加熱してイオン化することができ、銀河間培地（IGM）のイオン化と最初の星と銀河の形成に寄与します。
ケンブリッジの天文学研究所であり、研究の主著者であるユバル・ビルンボイム博士は、「私たちのシミュレーションは、最初のクエーサーが宇宙を照らした宇宙の夜明けを魅了する垣間見ることができます。これらの強力なオブジェクトの形成を理解することは、銀河の形成と初期のユニバースの謎を解き放つために重要です。」
最初のクエーサーの形成メカニズムを明らかにすることにより、研究チームは、宇宙の初期段階と超大規模なブラックホールの進化について貴重な洞察を提供しました。この調査結果は、今日観察している宇宙を形作った複雑なプロセスの理解を深めています。
