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Nāpōwawāʻenakaulua 宇宙初期に現れた巨大クエーサー連星

ビッグバンから9億年後に、すでに巨大化した2つの超大質量ブラックホールが約1万8100光年の距離で見つかった。成長の理由は未解明だ。

Artist-style illustration of two bright quasars orbiting close together in the distant early universe.
画像: Numerama

ビッグバンからわずか約9億年後の宇宙に、すでに巨大に育った2つのブラックホールが寄り添っていた。Nāpōwawāʻenakaulua(J1602+4228AB)と呼ばれるクエーサーのペアで、これほど遠方で見つかった中では最もコンパクトな組み合わせだ。研究は2026年11月10日、The Astrophysical Journal Letters に掲載された。

クエーサーとは、超大質量ブラックホールが物質を猛烈な勢いで取り込み、明るく輝いている状態を指す。宇宙で最も明るい天体の一つだが、この段階はブラックホールの一生では比較的短い。2つのブラックホールの距離は約1万8100光年で、天の川銀河の直径の約5分の1にすぎない。質量は片方が太陽の15億倍、もう片方が4億倍。天の川銀河中心のいて座A*は約400万倍なので、大きい方は300倍以上になる。

Nāpōwawāʻenakaulua はどう見つかったのか

最初に姿を現したのは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のプログラム「Aether」のデータだった。NOIRLab のEmanuele Paolo Farina氏が率いるこの計画は、当時知られていた該当時代のクエーサーの43%にあたる200個を観測した。チームはJ1602+4228Aに伴う天体を見つけ、ハワイのジェミニ北望遠鏡の赤外線分光器で2つを明確に分離した。マウナケアの非常に澄んだ空のおかげで、データ収集は2晩で済んだという。

名前はハワイ語で、ʻImiloa天文学センターとハワイ大学ハワイ語学部の取り組み「A Hua He Inoa」が付けた。2019年に初めて撮影されたブラックホールPōwehi、2020年に当時最遠だったクエーサーPōniuāʻenaに続く命名だ。

なぜ宇宙論の謎なのか

現在のブラックホールは、何十億年もかけて物質を取り込み、合体を重ねて大きくなった。ところがこのペアは、宇宙が現在の年齢の13分の1ほどの時期にすでに同等の質量を持つ。研究を率いたSilvia Onorato氏は、1つでも説明する決定的な理論はなく、2つとなればなおさらだと述べている。

研究チームは、物質が極端に密集し、銀河同士の相互作用が星の形成とブラックホールの急成長を同時に促した領域だった可能性を考えている。ただ、この時代のデータはまだ少なく、確かなモデルを作るのは難しい。

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