銀河の謎を解読する

輝く水素の殻の中に隠れたブラックホール。写真：アンナ・デ・グラーフ

天文学者たちは、宇宙の謎の明るい点を説明するため、「ブラックホール星」に関する新たな理論を提唱しました。LRD（Little Red Dots）と呼ばれるこれらの明るい点は、宇宙の歴史のごく初期に出現しましたが、その正体は未だ謎に包まれています。

当初、科学者たちはLRDを、多くの古い星を持つ古い銀河だと考えていました。その理由は、LRDの光が、長い進化を遂げた星の光に似ているからです。しかし、ドイツのマックス・プランク天文学研究所の天体物理学者アンナ・デ・グラーフ率いるチームは、「崖」という愛称を持つLRDの観測に基づき、この説に異議を唱えました。

彼らは、これほど明るい星は初期宇宙では形成され得なかったと主張している。「その代わりに、最も妥当なモデルは、近傍の高密度の吸収ガスによって赤く光る電離した光源である、というものです」と研究チームは記している。

つまり、周囲の厚いガス層が光を吸収し、赤色に変色させたのです。その結果、クリフ内部に強いバルマー断層が形成されました。バルマー断層は星や銀河の年齢を決定する際に用いられる特徴ですが、多くの人がバルマー断層は古すぎると誤解しています。バルマー断層は、銀河の年齢を決定するのに役立つスペクトルの特徴です。

若い銀河は、短波長（青、紫、紫外線）の光を多く放射するO型とB型の星を多数含んでいます。これらの星の寿命はわずか数百万年で、死ぬとスペクトルに切れ目が入ったように、色が急激に変化します。そのため、銀河が古くなるほど、その色は暖かくなります。

「ザ・クリフ」のバルマー断層は特に大きい。写真：アンナ・デ・グラーフ

多くのLRDは、ビッグバンからわずか6億年後、つまり138億年前に発生した強いバルマー破壊を示しています。科学者たちは、銀河が古い星が優勢な状態に達するには、宇宙の誕生からまだ早すぎると考えています。

このため、宇宙にあるこれらの「小さな赤い点」が実際には何であるかを理解するための多くの研究が行われてきましたが、一方で「ザ・クリフ」は、119億年も旅してきた光と、LRD で記録された中で最も顕著なバルマー断層という、まったく新しい課題を提示しています。

「クリフの極端な特性により、私たちは設計図に立ち戻り、全く新しいモデルを構築する必要に迫られました」とデ・グラーフ氏は説明する。この奇妙な特徴を念頭に、研究者たちは恒星ブラックホールと呼ぶモデルを開発した。これは、塵ではなく水素の高密度の殻に囲まれ、赤く染まった、降着円盤から物質を積極的に飲み込む超大質量ブラックホールである。

この構造は、過熱したプラズマに囲まれた星に似ています。通常の星は内部核融合によって輝きますが、ブラックホール星はブラックホールが物質を飲み込み、周囲のガスを加熱することで輝きます。

現在、この仮説はブラックホールの存在、形成、進化を明らかにするためにさらなる研究を必要としています。しかし、サイエンスアラートは、この仮説は非常に妥当であり、少なくとも宇宙の進化に関する人類の現在の理解を維持しながら、LRDの問題を部分的に解決するのに役立つと考えています。

「比較的控えめな赤方偏移や、高品質の分光・測光観測といった厳しい制約があるにもかかわらず、『ザ・クリフ』は活動銀河核やブラックホールの星の将来の研究にとって理想的なベンチマークとなる」と研究チームは書いている。

出典: https://znews.vn/giai-ma-bi-an-ve-thien-ha-post1589001.html