天文学者たちは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の画像に映った奇妙な赤い点の謎を解明し、それらを密度の高いガス雲内で急速に成長する若いブラックホールだと特定した。この発見は、コペンハーゲン大学の研究者たちが主導し、宇宙の歴史の初期段階で超大質量ブラックホールがどのように形成されたかを説明する。結果は1月14日にNatureに掲載された。
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）が2021年12月から地球から約150万キロメートル離れた場所で画像を撮影し始めて以来、科学者たちは遠方の宇宙にある星や銀河の中に、小さく説明のつかない赤い光の点に困惑してきた。これらの「小さな赤い点」は、宇宙がまだ数億年程度の若かった時代に現れ、およそ10億年後に消えてしまうようだ。当初の理論では、これらがビッグバン後の130億年にわたる宇宙史を横断する巨大銀河だと考えられたが、これは銀河形成の既知のタイムラインと矛盾し、ビッグバン後にさらに時間がかかるとされていた。JWSTのデータを2年間解析した後、コペンハーゲン大学のニールス・ボーア研究所のCosmic Dawn Centreのチームが画期的な説明を提供した：これらの点はこれまで考えられていたよりもはるかに小さい若いブラックホールで、イオン化ガスのかげに包まれている。「小さな赤い点は若いブラックホールで、以前考えられていたよりも100倍質量が少なく、ガスのかげに包まれ、それを消費して大きくなっている」と、研究の主著者のダラック・ワトソン教授は語った。「この過程で膨大な熱が発生し、それがかげを透過して輝く。このかげを通る放射が、小さな赤い点に独特の赤い色を与えている。」これらのブラックホールは太陽質量の最大1000万倍で、ガスと塵を吸収して成長し、それらは熱く明るい円盤に渦巻き込む前に、強烈な放射によって大部分が噴出される。ワトソン教授は過程を説明した：「ガスがブラックホールに向かって落ちると、ブラックホールの表面に向かってディスクや漏斗状に渦巻き落ちる。非常に速く動き、非常に密集して圧縮され、数百万度の温度を生み、明るく輝く。しかし、ガスのかなりの小さな部分しかブラックホールに飲み込まれない。大部分はブラックホールが回転する際に極から吹き飛ばされる。だからブラックホールを『乱雑な大食漢』と呼ぶのだ。」この観測はビッグバン後約7億年での急速成長段階を捉え、銀河中心の超大質量ブラックホール、例えば天の川の400万太陽質量の巨人の起源の手がかりを提供する。「我々はこれまで観測したことのない成長の急増期の真ん中で若いブラックホールを捉えた」とワトソンは指摘した。「周囲の密集したガスのかげが、非常に速く成長するための燃料を提供している。」こうした点は数百個見つかり、宇宙進化の激しく乱雑な時代を浮き彫りにしている。