天文学者らは、これまでに発見された中で最大のブラックホールとなる可能性のあるもの、つまり太陽の360億倍の質量を持つものを発見した。この巨大なブラックホールは、地球から約50億光年離れた宇宙の馬蹄銀河の中心に位置しており、その質量は天の川銀河の中心にあるブラックホールのほぼ1万倍です。
ブラジルのポーツマス大学とリオグランデ・ド・スル連邦大学の科学者が共同研究したこの研究は、王立天文学協会の月刊通知に掲載された。
宇宙の馬蹄形銀河は、その巨大な質量で注目に値し、より遠くの銀河からの光を曲げます。この現象はアインシュタインの輪として知られており、銀河の名前の由来となっています。
研究者らは、このサイズの超大質量ブラックホールは通常、化石銀河群として知られる宇宙最大の銀河（時間の経過とともに合体したいくつかの小さな銀河の残骸）で見つかると考えている。宇宙ホースシュー銀河は、このグループの中で唯一生き残っている明るい銀河であり、過去に他の銀河を飲み込んだことを示唆しています。
ブラックホールの質量を測定するために、天文学者は 2 つの手法を使用します。 1 つ目は、銀河の重力が通過する光をどのように曲げるかを研究する重力レンズです。 2 つ目は、ブラック ホール近くの星の速度と運動パターンを分析する星の運動学です。
宇宙の蹄鉄は、2 つの銀河が正確に並んで形成されるレンズ状銀河であるアインシュタイン リングの最良の例の 1 つです。
通常、星の動きを追跡することは、ブラック ホールの質量を測定する最も信頼できる方法ですが、この方法は非常に遠い銀河ではあまり効果的ではありません。星の運動学と重力レンズを組み合わせることにより、チームは通常よりも遠距離でブラックホールの質量を測定することができました。
ポーツマス大学の教授で論文著者の一人であるトーマス・コレット氏は、「これはこれまでに発見された10個の最も巨大なブラックホールのうちの1つであり、おそらく最も巨大なブラックホールである」と述べた。
コレット氏は、ブラックホールの質量を測定するほとんどの方法は間接的であり、不確実性が伴うことが多いため、どのブラックホールが最大であるかを科学者が確実に知ることはほとんどないと説明しました。 「しかし、私たちの新しい方法のおかげで、このブラックホールの質量についてより確実性が高まりました」と彼は言いました。
ブラックホールは現在休止状態にあり、新しい物質を活発に蓄積していないことを意味しており、その発見はさらに注目に値する。 UFRGSの主任研究員カルロス・メロ氏は、「この発見は、休眠中のブラックホール、つまり観測時に物質の降着が活発に行われていなかったブラックホールに関して行われた」と述べた。 「その検出はもっぱらその巨大な重力と周囲への影響に依存しています。」
メロ氏は、彼らの手法は、科学者たちがたとえ沈黙しているとしても、宇宙に隠された他の超大質量ブラックホールを発見し、測定するのに役立つ可能性があると指摘した。
研究チームは、「宇宙の蹄鉄」にあるブラックホールが、一連の銀河合体を通じて現在の極端なサイズにまで成長したと考えている。このような系では、銀河とその中心のブラックホールが時間の経過とともに結合して、単一の超大質量ブラックホールを形成します。
コレット氏は、「元々伴銀河にあった超大質量ブラックホールはすべて合体して、我々が検出した超大質量ブラックホールを形成した可能性が高い」と述べた。 「私たちは銀河形成の最終状態とブラックホール形成の最終状態を目撃しています。」
この発見により、理論上の質量限界に近いブラックホールが明らかになり、同様のブラックホールを見つけるための強力な新しい方法が実証されました。研究チームは現在、自分たちの方法と欧州宇宙機関のユークリッド望遠鏡からのデータを組み合わせて、さらに隠れた巨星を探し、そのようなブラックホールが銀河の成長と進化にどのような影響を与えるかを研究することを計画している。