地球から27億光年の彼方で、天文学史上最大級の「超大質量ブラックホール」が発見されたそうだ。
『Monthly Notices of the Royal Astronomical Society』（2023年3月29日付）で紹介された怪物ブラックホールは、太陽のなんと300億倍以上の質量がある。
「Abell 1201」という銀河団にあるそのブラックホールは、理論上の限界と考えられる大きさであるだけでなく、「重力レンズ」という特殊な現象を利用することで発見された。
アインシュタインが予測したこの不思議な現象は、いかにして怪物ブラックホールの発見につながったのか？
・太陽の300億倍以上ある史上最大級のブラックホール
天文学にさほど興味のない人でもブラックホールなら知っているだろう。
巨大な重力で光すら逃れられず、ときにダークマター（暗黒物質）の証拠すらもたらしてくれるその特徴は、一度聞けば絶対に忘れられないインパクトがある。
だが、その知名度とは裏腹に、ブラックホールは謎めいた存在だ。光を放つことがなく（ゆえに間接的にしか探せない）、しかも非常に遠くにあるので発見が難しいのだ。
だから新たにブラックホールが発見されれば、さまざまな学びがもたらされる。
とりわけ今回発見された超大質量ブラックホールは絶好の学びのチャンスだろう。というのも、2つの意味で非常に珍しいブラックホールだからだ。
まずこのブラックホールは、「太陽の約327億倍もの質量」がある。これまで検出された中では最大級のもので、理論上考えられるブラックホールの大きさの上限に達している。
天文学史上最大級の「超大質量ブラックホール」 / image credit:ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger/skysurvey.org, N. Bartmann・アインシュタインが予測した宇宙の「重力レンズ」により発見
もう1つ珍しいのは、この怪物ブラックホールが「重力レンズ」という不思議な現象によって発見されたことだ。
重力レンズとは、アインシュタインの一般相対性理論から予測された現象で、天体の質量によって光が曲がることで起こる。
たとえば銀河や銀河団のような非常に重たい天体があると、その質量によって周囲の時空が歪む。それがまるでレンズのように光を曲げることから、このような名称がついている。
レンズというだけあって、これを通すことで、その向こうにあるそのままでは遠すぎて観察できない星々であっても、詳しく調べられるようになる。
だが、それと同時に重力レンズを作り出している天体そのものについても知ることができる。今回のケースがそれだった。
銀河団の中にはまるでボスキャラのようなもっとも明るい銀河（これを「BCG」という）があるのだが、Abell 1201のBCGは重力レンズを作り出すことで知られていた。
イギリス、ダラム大学をはじめとする研究チームは、この重力レンズを通過する光を分析し、その背後にある天体の質量を計算してみた。その結果が、太陽の300億倍以上という怪物ブラックホールだったのだ。
この怪物は、重力レンズを利用して発見されたブラックホール第一号であるそうだ。
UMBH Gravitational Lensing video・さらなるブラックホールの発見に期待
この重力レンズを用いた方法は、史上最大級のブラックホール発見につながっただけでなく、今後さらなる同様の発見を期待させるものだ。
とりわけ期待されるのは、普通なら見えないブラックホールの発見だ。
「不活性ブラックホール」というタイプは、周囲に飲みこむことができる物質がなく、放射線を発しないため、通常の方法では発見困難とされている。だが、この重力レンズを利用したやり方ならば見つけられるかもしれない。
研究チームのジェームズ・ナイチンゲール氏は、重力レンズなら「私たちの周辺の宇宙のさらに向こうにある数多のブラックホールを検出し、これらエキゾチックな天体の進化を宇宙時間のさらに昔にさかのぼって明らかにできるようになります」と、プレスリリースで述べている。
References:Light-bending gravity reveals one of the bigg | EurekAlert!/ Scientists Discover One of the Biggest Black Holes Ever/ written by hiroching / edited by / parumo
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