宇宙初期の巨大銀河GS-10578が辿る「緩やかな死」：ブラックホールが星形成を阻むメカニズムを解明

天文学者たちは、初期宇宙において「パブロの銀河」として知られる巨大銀河GS-10578が、冷たいガスの枯渇によって星形成を徐々に停止させるという稀な現象を観測しました。ビッグバンから約30億年後に発生したこの事象は、宇宙の初期段階における銀河進化のメカニズムに新たな知見をもたらしています。2026年に発表されたこの研究は、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）とアルマ望遠鏡（ALMA）のデータを統合して行われ、中心にある超大質量ブラックホールが、新しい星の誕生に必要なガスの補充を妨げていることが明らかになりました。

GS-10578はその年齢に対して非常に大きな質量を持っており、太陽の約2000億倍に相当する星質量を有しています。この銀河の主要な星形成段階は125億年前から115億年前の間に起こり、初期段階で爆発的な成長を遂げたことを示唆しています。星形成が停止するプロセスは、突発的な破壊ではなく「千の傷による死（death by a thousand cuts）」と呼ばれる緩やかな抑制として描写されています。この発見は、JWSTが初期宇宙で発見している、予想外に成熟した巨大銀河の存在を説明する一助となります。

ケンブリッジ大学の研究チームは、ブラックホールが周囲のガスを繰り返し加熱して放出することで、星の材料となるガスの補充を阻止していることを突き止めました。これは「流体ゼロフロー」現象に相当します。JWSTの分光観測により、秒速400キロメートルで噴き出す強力な中性ガスの風が捉えられ、毎年約60太陽質量分のガスが失われていることが判明しました。この放出速度では、銀河に残された燃料はわずか1600万年から2億2000万年で底をつく計算となり、宇宙規模の視点では極めて短期間の出来事と言えます。

冷たい水素の指標となる一酸化炭素を標的としたアルマ望遠鏡の観測でも、星形成の燃料が深刻に不足していることが裏付けられました。キャベンディッシュ研究所の共同研究者であるヤン・ショルツ博士は、冷たいガスの欠如が、突発的な破局ではなく「緩やかな窒息」による死の決定的な証拠であると指摘しています。特筆すべきは、パブロの銀河が整った星の円盤構造を維持している点であり、これは抑制メカニズムが銀河の構造自体を破壊しなかったことを示しています。超大質量ブラックホールが「緩やかな窒息」を通じて、初期の宇宙を形作っている様子が浮き彫りになりました。

学術誌『ネイチャー・アストロノミー』に掲載されたこの研究は、古代銀河の進化史を解明する上でのJWSTとアルマ望遠鏡の相乗効果を証明しています。近傍宇宙の巨大銀河では、活動銀河核（AGN）からのフィードバックが主な消滅メカニズムと考えられがちですが、今回の発見は、宇宙の極めて早い段階から内部的なメカニズムが支配的であったことを示唆しています。今後は、星形成抑制のさらなる詳細を解明するため、JWSTを用いた高温水素に焦点を当てた調査が期待されています。