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2025/09/23
物理学に反する貪欲なブラックホールが年間3,000個の太陽を消費していることに科学者たちは唖然としました
● 新たに発見された超大質量ブラックホールは、理論上の限界速度の2.4倍で成長しており、年間300〜3,000個の太陽を消費しています。
● この宇宙の巨人がエディントン限界に逆らい、新しい形成理論を示唆しているため、科学者たちはブラックホール物理学の再考を余儀なくされています。
● このブラックホールの極端な成長は、宇宙の歴史の初期に巨大なブラックホールが存在した理由を説明する可能性があります。
● 128 億光年離れた場所に位置し、幼児宇宙の混沌とした状態を垣間見ることができます。
● この発見は現在の天体物理学モデルに疑問を投げかけ、さらなる宇宙異常が発見されるのを待っていることを示唆している。
天文学者らは、これらの宇宙の巨大生物について私たちが知っていると思っていたすべてを無視して、理論上の限界速度の2.4倍で成長しているほど貪欲な超大質量ブラックホールを発見した。128億光年離れたこの貪欲な実体は、RACS J0320-35と名付けられ、年間300〜3,000個の太陽に相当する量を食い尽くしており、これまで観測されたブラックホールの中で最も急速に成長しているブラックホールの1つとなっています。
The Astrophysical Journal Letters に掲載されたこの発見は、このブラックホールが単に記録を破っているだけではないことを明らかにしています。科学者たちはブラックホール物理学の基礎そのものに疑問を抱かざるを得なくなりました。
存在してはならないブラックホール
ブラックホールは周囲の物質を消費して成長しますが、エディントン限界として知られる、ブラックホールがどれだけ速く供給できるかには理論上の上限があります。この限界は、落下する物質からの放射線の外向き圧力がブラックホールの重力のバランスをとり、それ以上の成長を防ぐポイントです。
しかし、RACS J0320-35 はその限界を打ち破っています。
「このブラックホールが飛躍的に成長しているのを見るのは少し衝撃的でした」とハーバード・スミソニアン天体物理学センターの研究著者であるルカ・イギナ氏は語った。
ブラックホールの極度の食欲は、ブラックホールがこれまで考えられていたのとは異なる方法で形成された可能性があることを示唆しています。初期宇宙のほとんどの超大質量ブラックホールは、崩壊するガス雲からの巨大な「種」として始まったと考えられていました。しかし、このブラックホールがこれほど猛烈なペースで成長していたとしたら、太陽の質量の100倍にも満たないはるかに小さな恒星の残骸として始まり、その後、太陽質量の100億分の怪物に膨らんだ可能性があります。
広範囲に及ぶ宇宙の謎
この発見は、ブラックホール形成に関する私たちの理解に疑問を投げかけるだけではありません。それは宇宙の歴史を書き換える可能性があります。スーパーエディントン成長(理論上の限界を超える成長)が想定よりも一般的であれば、宇宙の歴史の早い段階で巨大なブラックホールが見られる理由が説明できるでしょう。
「宇宙はどのようにして第一世代のブラックホールを作ったのでしょうか?」と共著者のトーマス・コナー氏は尋ねた。「これは依然として天体物理学における最大の疑問の1つであり、この1つの天体が私たちが答えを追い出すのに役立っています。」
また、ブラックホールは宇宙の最初の10億年間で他のどのブラックホールよりも多くのX線を生成しており、急速な成長はその核から噴出する強力なエネルギージェットに関連している可能性があることを示唆しています。
初期の宇宙を垣間見る
RACS J0320-35 は 128 億光年離れているため、ビッグバンからわずか 9 億 2,000 万年後のものとして見られます。これは、ブラックホールが幼児宇宙でどのように進化したかを理解する上で、パズルの重要なピースとなります。
この発見は、ブラックホールの強烈なX線放射を検出したNASAのチャンドラX線天文台によって可能になりました。研究者らは、無線および光学データと組み合わせて、その前例のない成長率を確認しました。
NASAのチャンドラが驚異的な成長を遂げたブラックホールを発見
これは天体物理学にとって何を意味するのでしょうか？
ブラックホールがこれほど急速に成長できるとしたら、現在のモデルには根本的な何かが欠けている可能性があります。いくつかの理論は、スーパーエディントン成長は、条件が今日よりもはるかに混沌としていた初期の宇宙でより一般的である可能性があることを示唆しています。
この発見は、超大質量ブラックホールを動力源とする超高輝度天体であるクエーサーの形成についても疑問を投げかけます。急速な成長が可能であれば、ビッグバンの直後に一部のクエーサーが出現する理由を説明できるかもしれません。
チャンドラやジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のような望遠鏡が宇宙の奥深くを覗き込むことで、これらの宇宙のルールを破るものがさらに見つかるかもしれません。それぞれが、ブラックホールの本質と、ブラックホールが今日私たちが目にしている宇宙をどのように形作ったかを理解することに近づけてくれます。今のところ、RACS J0320-35 は、宇宙が期待を裏切る能力の証です。
