遠い宇宙のクエーサーが解く、初期の超大質量ブラックホール形成の謎
ユークリッド宇宙望遠鏡（ESA、欧州宇宙機関）の広視野探査で発見された31個の新しいクエーサーのうち2つが、これまで観測された中で最も遠い天体であることが分かった。特に最も遠いクエーサー「EUCL J172902.75+641018.1」は、宇宙が662百万歳の時代に相当する距離に位置している。このような高赤方偏移クエーサーの発見は、宇宙最初期の超大質量ブラックホール形成の謎に迫る重要な手がかりとなっている。
天文学・宇宙物理学の専門誌『Astronomy & Astrophysics』に掲載された論文によると、これらのクエーサーはおよそ3000平方度の領域から選り抜かれた。その後、ケック望遠鏡、マゼラン望遠鏡、大双眼望遠鏡（LBT）を用いた分光追跡観測が行われている。
宇宙年齢6.5億歳の時代に生まれた謎の巨大黒穴
帝国理工大学（Imperial College London）の天体物理学者ダニエル・モートロック氏は、銀河系のような大型銀河すべてが中心に超大質量ブラックホールを持つことを指摘する。その質量は太陽の100万倍から数十億倍に達する。これらのブラックホールは材料が落ち込む際に加熱され、銀河の全星々を凌ぐ輝きを放つ。その現象こそがクエーサーの正体であるとモートロック氏は説明している。
しかし宇宙物理学者たちは深刻な謎に直面している。宇宙がわずか650百万歳の段階で、最初のブラックホールがどのようにして太陽の10億倍もの質量に成長したのか、その形成メカニズムが全く不明なのである。通常の理論では、これほど急速な成長は説明困難とされている。
材料がブラックホールの事象の地平線に落ち込む際、相互に衝突して降着円盤を形成する。この円盤は太陽系程度の大きさに過ぎないにもかかわらず、数千ケルビンまで加熱され、その運動エネルギーが熱と光に変換される。この小さな円盤が、何十億もの星々を擁する銀河全体よりも明るく輝くという、宇宙最高レベルの現象がクエーサーの本質である。
赤外線観測で捉える、遠方宇宙の光
高赤方偏移クエーサーの観測は、別の技術的課題をもたらす。これらの天体から発せられる光は本来、紫外線と可視光域にある。しかし宇宙の膨張により波長が引き伸ばされ、赤外線領域にまでシフトしているのである。そのため天文学者たちが探すのは、赤外線では明るく見えるが可視光ではまったく検出されない天体という矛盾した特性を持つ対象である。
クエーサーの歴史は1950年代に遡る。英国ケンブリッジ大学の研究者グループが初めて電波スペクトルで検出した当時、正体は謎のままだった。点状に見えながら、恒星にしては考えられない電波放射を示していたのである。後にケンブリッジ大学天文学研究所の元所長であった故ドナルド・リンデン=ベル天体物理学者が、クエーサーが超大質量ブラックホールに動力を供給されていることを理解し、さらに銀河系を含むほぼすべての大型銀河の中核に「死んだクエーサー」が潜んでいる可能性を主張した。現在、100万個を超えるクエーサーが既知であり、その名称は「準恒星状電波源」（Quasi-stellar radio source）に由来する。これらは活動銀河核（AGN）の極端な例であり、銀河中心に位置する活動的な超大質量ブラックホールがジェットと風を放出している現象とされている。
出典: Universe Today
