国立科学財団の超大型アレイ（VLA）電波望遠鏡を使用して最も遠い既知のクエーサーを研究する天文学者は、長年の宇宙の鶏と卵の質問に答えるかもしれない食欲をそそる手掛かりを発見しました。最初に来たのは、超巨大ブラックホールか巨大銀河ですか？
何年もの間、天文学者たちは銀河の中心の超巨大ブラックホールの質量と、その中心にある星の「ふくらみ」の総質量との直接的な関係に注目してきました。ブラックホールが大きいほど、ふくらみは大きくなります。科学者たちは、ブラックホールまたは恒星のふくらみが最初に形成されたかどうかについて広範囲に推測しました。最近、いくつかの理論は、この2つが同時に形成される可能性があることを示唆しています。
しかし、クエーサーとそのホスト銀河の新しいVLA観測は、宇宙が10億年未満のときに見られたように、若い銀河には超大質量ブラックホールがあるが、星の巨大な隆起がないことを示しています。
「この若い銀河で大量のガスを発見しました。このガスの質量をブラックホールの質量に追加すると、システム全体のほぼ全体の質量になります。銀河のダイナミクスは、現在のモデルによって予測された恒星のふくらみのサイズを構成するための質量があまり残っていないことを意味します」と、ニューメキシコ州ソコロにある国立電波天文台（NRAO）のクリス・カリリは言った。
科学者はJ1148 + 5251と呼ばれるクエーサーを研究しました。これは、128億光年を超え、これまでに発見された中で最も遠いクエーサーです。 2003年にスローンデジタルスカイサーベイによって発見されたJ1148 + 5251は、宇宙が8億7千万年前の頃に見られた、明るいクエーサーコアを持つ若い銀河です。現在、宇宙は137億年前のものです。
J1148 + 4241のVLAを約60時間目指して、研究者たちはシステム内の分子ガスの量を決定することができました。さらに、彼らはそのガスの動きを測定することができたので、銀河系の総質量を推定することができました。システムの以前の研究では、ブラックホールは太陽の質量の10〜50億倍であると推定されていました。
新しいVLA観測は、システム内に分子ガスの太陽質量が約100億あり、システムの総質量が400から500億の太陽質量であることを示しています。ガスとブラックホールの合計は、その合計の110から150億の太陽質量を占めています。
「受け入れられた比率は、この質量のブラックホールが数兆の太陽質量の恒星のふくらみによって囲まれるべきであることを示しています。私たちの動的測定では、ブラックホールとガスを除いて、恒星のふくらみを形成するための質量があまり残っていないことが示されています。これはブラックホールが恒星の膨らみの前に形成される証拠を提供します」と、観測が行われたときにソコロのNRAOのJansky Postdoctoral FellowであったドイツのハイデルベルクにあるMax Planck Institute of RadioastronomyのFabian Walterは言いました。
「1つの例では確かにそうではありませんが、このオブジェクトには、恒星の膨らみのないブラックホールの例があるようです。今、私たちは、遠く離れた初期の宇宙のより多くのそのようなオブジェクトの詳細な研究をする必要があります」とカリリーは言いました。 「拡張されたVLAと、数年後にオンラインになるAtacama Large Millimeter Array（ALMA）の感度が大幅に向上したため、この問題を確実に解決するために必要なツールが手に入ります」とCarilli氏は付け加えました。
「このような研究は、銀河が最初にどのように形成されたかを理解するための鍵です」とウォルターは言った。
ウォルターとカリリは、ボンのマックスプランクインスティテュートのフランクベルトルディとカールメンテンと協力しました。パリ南大学宇宙物理学研究所のピエール・コックス。フレッドK.Y.バージニア州シャーロッツビルのNRAOの多く。アリゾナ大学のスチュワード天文台のXiahui Fan。プリンストン大学のマイケル・シュトラウス、プロジェクトで。彼らの研究結果はAstrophysical Journal Lettersに掲載されています。
National Radio Astronomy Observatoryは、全米科学財団の施設であり、Associated Universitys、Inc.の協力を得て運営されています。
元のソース：NRAOニュースリリース
