このブラックホールはなぜこんなに違うのでしょうか?あるいは天文学の謎を解く重要な手がかりを提供する

近隣の銀河系にある、地球に2番目に近い超大質量ブラックホールの探索が進められている。

（イラスト：天の川銀河の暗い伴銀河であるレオ1には、巨大な超大質量ブラックホールが隠れている可能性があります。画像提供：スコット・アンティラ・アントラー）

天文学者たちはついに、近くの矮小銀河に潜んでいると疑われる巨大な超大質量ブラックホールを発見できるかもしれない。

この巨大なブラックホールは、伴銀河レオ1に位置する天の川銀河の中心にあるいて座Aに次いで、地球に2番目に近い超大質量ブラックホールである可能性がある。この近くにある超大質量ブラックホールはレオ1と名付けられている。その存在は、矮小銀河の中心に近づくにつれて星が加速することに天文学者が気づいた2021年に初めて提唱された。これは超大質量ブラックホールの存在を裏付ける良い証拠ではあったが、天文学者たちは、その存在を証明するためにLEO 1の放射線の画像を直接取得することができなかったことに失望した。

現在、2人の研究者が解決策を提案している。「ブラックホールは非常に捉えにくい物体で、時々我々とかくれんぼをすることがある」と、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天体物理学者でこの研究の主執筆者であるファビオ・パヌッチ氏は報告書の中で述べている。 「光はブラックホールの事象の地平線から逃れることはできませんが、十分な量の物質が重力の井戸に落ち込むと、周囲の環境が非常に明るくなる可能性があります。しかし、逆にブラックホールが質量を増やさなければ、ブラックホールは光を発せず、望遠鏡で発見することはできません。」

レオ1の現状は、矮小銀河が超大質量ブラックホールに供給するのに十分なガスを供給できないため、活動が停止しており、存在を確認できない状態です。しかし、パヌッチ氏と同僚は、ブラックホールは日常的に別の食べ物を食べており、科学者にその存在を証明するのに十分な物質を吸収している可能性があると示唆している。

「ブラックホールの周りを漂う星から失われた少量の質量が、ブラックホールの観測に必要な代謝率データを提供する可能性があると我々は提案している」とパヌッチ氏は語った。 「古い星は非常に大きく赤くなります。私たちはそれを赤色巨星と呼んでいます。赤色巨星はしばしば強い風を発生し、少量の質量を周囲に運びます。レオ1の周囲の空間には、観測できるだけの古い星が十分にあるようです。」

ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天体物理学者アヴィ・ローブ氏によると、ハイテク技術が機能すれば、レオ1の観測は画期的なものになる可能性があるという。

特に、この発見は、矮小銀河がこれほど巨大な超大質量ブラックホールを保有できるかどうかという、もう一つの天文学上の謎を解くことになるだろう。 （科学者たちは、レオ1の質量は太陽の300万倍かもしれないと推定している。天の川銀河のブラックホール（いて座A*）の質量は太陽よりわずかに大きく、約400万倍である。）

「これは、天の川銀河の中心に次いで地球に2番目に近い超大質量ブラックホールである可能性がある。質量は私たちの銀河と似ているが、質量は私たちの銀河の1000分の1ほど小さい」とローブ氏は報告書で述べた。 「この事実は、銀河とその中心にある超大質量ブラックホールの共進化に関する私たちの理解に疑問を投げかけています。これほど巨大な存在が、小さな母天体からどうやって出現できたのでしょうか？」

天の川銀河とほとんどの銀河の中心にある超大質量ブラックホールを例にとると、中心天体の質量は周囲の恒星の質量の約 10 分の 1 です。矮小銀河 Leo 1 の存在は、この比率から完全に逸脱しています。

「LEO 1の場合、より小さなブラックホールが見られると予想していた」とローブ氏は語った。 「しかし、LEO 1は、私たちの天の川銀河のブラックホールに似た、太陽より数百万倍も重いブラックホールを発見しました。予想外の出来事が起こると科学は進歩するので、これはとても興味深いことです。」

パヌッチ氏は、天文学者がレオ1の特徴を明らかにするにはまだ長い道のりが残っているが、彼と彼のチームは宇宙に設置されたチャンドラX線観測衛星とニューメキシコ州の超大型干渉電波望遠鏡によって、理論上の宇宙の巨獣を解明するための時間を稼いだと述べた。

「レオ1は私たちと隠れんぼをしているが、非常に多くの放射線を放出しているため、多くの未解決の謎が残っている」とパヌッチ氏は語った。

チームの研究は、月曜日（11月28日）の天体物理学ジャーナル誌に掲載された論文に掲載された。

関連知識の翻訳: 銀河は、重力によって結びついた恒星、恒星残骸、星間ガス、塵、暗黒物質から構成されるシステムです。この単語はギリシャ語の galaxias (γαλαξίας) に由来し、文字通り「乳白色」を意味し、太陽系を含む天の川銀河を指しています。平均的な銀河には約 1 億個の星があり、1 億個未満の星を持つ矮小銀河から、100 兆個の星を持つ最大の既知の銀河である超巨星銀河までの範囲にわたります。これらの星のそれぞれは銀河の重心を周回します。典型的な銀河の質量の大部分は暗黒物質の形で存在し、星や星雲の形で存在するのはわずか数パーセントです。超大質量ブラックホールは銀河の中心によく見られる特徴です。

著者:ロバート・リー

FY: 卓華

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