太陽の質量の10億倍以上のブラックホールが多くの銀河の中心にあり、それらの進化を推進しています。今日では一般的ですが、ビッグバンから10億年後の宇宙の誕生以来存在する超大質量ブラックホールの証拠は、何年もの間天文学者を困惑させてきました。
これらの巨人が形成しなければならない比較的短い時間でどうしてそんなに巨大に成長したのでしょうか？ワイズマン科学研究所のTal Alexanderとイェール大学のPriyamvada Natarajnが主導する新しい研究が解決策を提供するかもしれません。
ブラックホールは、ほこりやガスを大量に吸い込む巨大な生物と間違われることがよくあります。しかし、これは真実から遠ざかることはできませんでした（実際、同じ文の「suck」と「ブラックホール」という言葉は私をうんざりさせます）。それらは通常、明るい降着円盤を蓄積しますが、それらは観測可能な宇宙全体で見えるようにするガスとダストの渦巻状の円盤ですが、これらの円盤自体が実際に成長速度を制限しています。
まず、降着円盤の物質がブラックホールに近づくと、交通渋滞が発生し、他の進入物を減速させます。第二に、物質がこれらの交通渋滞の中で衝突するとき、それは熱くなり、実際にガスとダストをブラックホールから遠ざけるエネルギー放射を発生させます。
惑星が星の周りを周回するように、星やガスの流れは実際にはブラックホールの周りの安定した軌道上にある可能性があります。したがって、ブラックホールを超大規模に成長させる方法を考えることは、天文学者にとって非常に困難です。
幸運なことに、アレクサンダーとナタラジャンはこれを行う方法を見つけたかもしれません。何千もの星のクラスター内にブラックホールを配置することにより、降着円盤の制限なしに動作することができます。
ブラックホールは一般に、数十の太陽の質量の重い星が、核燃料が消費された後に爆発したときに形成されると考えられています。重力に逆らって推進している核炉がなければ、星は崩壊します。内側の層が内側に落下して、太陽の質量が約10のブラックホールを形成する一方で、外側の層はより速く落下し、内側の層に当たり、巨大な超新星爆発で跳ね返ります。少なくともそれはシンプルなバージョンです。
チームは、この星の爆発から作成された、何千もの星のクラスター内に埋め込まれたブラックホールのモデルから始めました。密で冷たく不透明なガスの連続的な流れがブラックホールに落ちました。しかし、ここに秘訣があります。近くにある多くの星が重力で引っ張られてランダムにジグザグになり、降着円盤が形成されなかったのです。
降着円盤がないと、あらゆる面からブラックホールに陥る可能性が高くなるだけでなく、降着円盤自体の速度が低下することもありません。
全体として、このモデルは、ビッグバンの10億年後までに、太陽の質量の10倍のブラックホールが太陽の質量の100億倍以上に成長する可能性があることを示唆しています。
この論文は8月7日にサイエンス誌に掲載され、オンラインで入手できます。
