中心的な謎は、銀河のコアに出没する超大質量ブラック ホールを取り囲んでいます。現在、コンピュータ シミュレーションに基づく新しい研究は、これらの巨人が形成され、ビッグバンの余波で揺れ動く大量のガス雲によって供給されたことを示唆しています。
「これは本当に新しい経路です」と、テキサス大学オースティン校の天体物理学者で、研究チームの一員ではなかった Volker Bromm は言います。 「しかし、それは…唯一無二の経路ではありません。」
天文学者は、宇宙が誕生してちょうど 10 億年だったとき、一部の超大質量ブラック ホールはすでに太陽の 10 億倍の重さを持っていたことを知っています。これは、太陽の数十倍の質量の崩壊した星から、従来の方法で形成された小さなブラックホールのゆっくりとした合体によって構築されたものには大きすぎます.代わりに、これらの巨人は有利なスタートを切ったというのが一般的な考えです。それらは、数万太陽質量の重さの水素ガスの種雲から直接凝縮し、そこからさらにガスを重力で飲み込んで成長した可能性があります。しかし、これらの「直接崩壊」シナリオが発生する可能性のある方法のリストは短く、各オプションには完全な嵐のような状況が必要です.
コンピューターモデルをいじくり回している理論家にとって問題は、大量のガスが一度に崩壊するのに十分な長さまで積み重なって渦になり、シンクの排水口に水が流れ込むように、発生期のブラックホールに流れ込むことです。ガス雲の一部が早期に冷却または凝集すると、代わりに断片化して合体し、星になります。形成されると、星からの放射線が残りのガス雲を吹き飛ばします。
Bromm らによって開拓された 1 つのオプションは、ガス雲に紫外光 (おそらく隣の銀河の星からの光) を浴びせ、ガス雲が凝集しないように十分に暖かく保つことです。しかし、そのサービスを提供できるほど近くに銀河があるというのは、まったくの偶然でしょう。
新しい研究では、別の起源が提案されています。初期の宇宙も現在の宇宙も、水素のようなおなじみの物質と、目に見えない暗黒物質の塊で構成されています。現在、これら 2 つのコンポーネントは同期して動いています。しかし、非常に早い段階で、通常の物質は、より冷たくて鈍い暗黒物質によって提供された骨格を超音速で前後にスロッシングした可能性があります。本日 Science に掲載された研究で 、シミュレーションは、これらのサージが強く、暗黒物質の重い塊の道を横切った場所で、ガスが星への早期崩壊に抵抗し、代わりに超大質量ブラックホールの種に流れ込んだことを示しています.テキサス大学の天体物理学者で、この研究の筆頭著者である平野慎吾氏は、これらのシナリオはまれですが、それでも今日見られる超大質量ブラック ホールの数とほぼ同じであると述べています。
イェール大学の天体物理学者であるプリヤ ナタラジャンは、新しいシミュレーションは重要な計算上の進歩を表していると述べています。しかし、それは宇宙の歴史の非常に遠い初期の瞬間に起こったであろうため、検証することは困難です. 「詳細なメカニズム自体はテストできないと思います」と彼女は言います。 「ガスが実際にスロッシングして落下するのを見ることはありません。」
しかし、Bromm はより楽観的です。特に、そのような直接崩壊ブラック ホールの種が、宇宙の歴史のわずかに後に形成された場合はなおさらです。彼、ナタラジャン、および他の天文学者は、この種の赤ちゃんブラック ホールを探しており、それらが実際に存在することを確認し、下流の結果からその起源を解明しようとしています。
2016 年に、彼らはいくつかの候補を発見しました。それらは直接の崩壊によって形成されたようで、現在はガスの雲から物質を降着させています。そして今年初め、天文学者は初期の遠い宇宙が多数の小さなブラック ホールから期待される X 線光の輝きを失っていることを示しました。穴。 Bromm 氏は、今後の観測によって、さまざまな起源説を評価する機会とともに、より明確な証拠が得られることを期待しています。 「私たちはこれらの予測を持っており、署名を持っています。そして、見つけたものを見ていきます」と彼は言います。 「ゲームは始まった」
