メイヌース大学の天文学者らが、ビッグバン直後の混沌とした初期銀河のシミュレーションを通じて、超大質量ブラックホールがどのように急速に形成されたかを説明した。これらの条件は、小さなブラックホールが異常な速度でガスを飲み込むことで急速に成長することを可能にした。この発見はジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測結果と一致する。
天文学の長年の謎の一つ——宇宙誕生直後に超大質量ブラックホールが巨大なサイズに達した方法——に解決策が見つかった可能性がある。アイルランドのメイヌース大学の研究者による研究だ。Nature Astronomyに掲載されたこの研究は、高度なシミュレーションを用いて、初期銀河の乱気流でガスに富む環境が初期ブラックホールの爆発的な成長を引き起こしたことを示している。 物理学科の博士課程候補生ダクサル・メータ氏が率いるチームは、ビッグバンからわずか数億年後に形成されたブラックホールに焦点を当てた。「初期宇宙に存在した混沌とした条件が、初期の小さなブラックホールが周囲の物質を貪り食う捕食狂乱を引き起こし、後で観測される超大質量ブラックホールに成長することを引き起こしたことがわかった」とメータ氏は説明した。 これらのシミュレーションは、いわゆる軽い種のブラックホールが太陽質量の10倍から数百倍で始まり、数万太陽質量に拡大したことを明らかにした。これは超エディントン降着によるもので、ブラックホールが典型的な放射限界を超えて物質を摂取し、これまでの想定で初期から10万太陽質量級の重い種のブラックホールだけがその規模に達するとされていたのを覆すものである。 「これらの小さなブラックホールは以前、初期銀河中心で観測される巨大家族のブラックホールに成長するには小さすぎると考えられていた」とメータ氏。「ここで示したのは、これらの初期ブラックホールは小さくても、適切な条件下で驚異的な速さで成長できるということだ。」 この研究はジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が予想より早く巨大ブラックホールを捉えた謎に対応する。「この画期的な成果は天文学の大きな謎の一つを解明する」とチームメンバーのルイス・プロール博士。リーダーのジョン・レガン博士は「重い種は多少エキゾチックだ……。我々のシミュレーションでは、ありふれた恒星質量ブラックホールでも初期宇宙で極端な速度で成長できる」と付け加えた。 初期宇宙は思ったよりダイナミックで、そうしたブラックホールの個体群がより多い可能性がある。これは2035年のレーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）ミッションの期待を形成し、これらの初期成長体の合併を重力波で検出する可能性がある。