天文学者たちは、宇宙のホースシュー銀河の中心に、太陽質量の360億倍という驚異的な質量を持つブラックホールを発見しました。これは、これまでに検出された中で最も巨大なブラックホールの一つであり、私たちの天の川銀河の中心にあるブラックホールの約10,000倍の質量に相当します。この発見は、2025年8月に王立天文学会月報に発表されました。
この超巨大ブラックホールの質量測定には、重力レンズ効果と恒星運動学の組み合わせが用いられました。重力レンズ効果は、前景にある巨大な質量を持つ天体が時空を歪ませ、その背後にあるより遠い天体からの光を増幅させる現象です。宇宙のホースシュー銀河の場合、この効果により、遠方の銀河の光が歪められ、特徴的なホースシュー型のリング（アインシュタインリング）が形成されています。このリングの観測と、銀河中心部の恒星の動き（恒星運動学）を分析することで、ブラックホールの質量が推定されました。特に、銀河中心部の恒星が秒速約400キロメートルという非常に速い速度で運動していることが、巨大なブラックホールの存在を示唆しています。
この発見は、超大質量ブラックホールとそれらを宿す銀河との関係性について、貴重な洞察を提供します。一般的に、銀河が成長するにつれて、その中心に物質を供給し、ブラックホールの形成につながると考えられています。宇宙のホースシュー銀河のような巨大な銀河は、多くの小さな銀河が合体して形成された「化石銀河団」である可能性があり、その過程で中心のブラックホールも他のブラックホールと合体を繰り返して現在の巨大な質量に至ったと考えられています。これは、銀河形成とブラックホール形成の終着点を示唆するものです。
この発見は、宇宙の初期にどのようにしてこれほど巨大なブラックホールが形成されたのかという長年の謎に新たな光を当てるものです。従来の理論では、宇宙初期の環境でブラックホールがこれほど急速に成長することは難しいと考えられていました。しかし、この発見は、ブラックホールが予想以上に早く、そして大きく成長する可能性を示唆しており、宇宙の進化に関する我々の理解を深めるものです。特に、このブラックホールは「休眠状態」にある、つまり活発に物質を吸収していない状態であるにもかかわらず、その巨大な質量が検出されたことは、休眠状態にあるブラックホールを検出・測定する新しい手法の有効性を示しています。これは、宇宙に存在する多くの「静かな巨人」であるブラックホールを理解するための新たな道を開くものです。この研究は、ブラックホールの質量測定における不確実性を減らし、より正確な質量推定を可能にする新しい手法の重要性も強調しています。例えば、TON 618のような他の巨大ブラックホールと比較しても、宇宙のホースシュー銀河のブラックホールは、その質量の確実性において優位性があると考えられています。