最先端のウェッブ宇宙望遠鏡は、宇宙が誕生してわずか7億4000万年という若さで起きた、これまでで最も遠方のブラックホール合体を捉えました。天文学者にとって、宇宙史のこれほど初期における合体を観測するのは初めてであり、記録破りの快挙となりました。
ブラックホールは宇宙全体に点在する巨大な天体です。その重力場は非常に強く、光でさえ事象の地平線から逃れることができません。ブラックホールの合体はまさにその名の通り、二つの天体（多くの場合、それぞれの銀河の中心）がゆっくりと恐ろしく踊り、最終的に一つの天体に合体します。
最近の合体観測は、2023年5月に天文学チームによってウェッブ望遠鏡のNIRSpec-IFU装置を用いて行われました。この宇宙におけるホールの合体は、宇宙の年齢が約7億5000万年前（参考までに、現在の宇宙はそれよりも130億年も古いです！）に、ZS7と呼ばれる銀河系で発生しました。
この合体は、地上の望遠鏡では観測できない、物質を積極的に飲み込んでいるブラックホールの分光特性によって発見されました。幸いなことに、ウェッブは地球から100万マイル（約160万キロメートル）離れたL2領域に位置しており、そこから宇宙のさらに奥深くまで観測することができます。
「私たちの研究結果は、宇宙の夜明けでさえも、ブラックホールの合体が急速に成長するための重要な経路であることを示唆しています」と、ケンブリッジ大学の天文学者で本研究の筆頭著者であるハンナ・ユーブラー氏はESAの発表で述べています。「ウェッブ宇宙望遠鏡による遠方宇宙における活動的な巨大ブラックホールに関する他の研究結果と合わせて、私たちの研究結果は、巨大ブラックホールが銀河の進化をその始まりから形作ってきたことを示しています。」
ウェッブ氏の視力は非常に鋭敏で、研究チームは2つのブラックホールを空間的に分離し、その物理的特性の一部を明らかにすることに成功しました。ブラックホールの1つは太陽の約5000万倍の質量を持ち、もう1つは濃いガス雲に覆われています。この発見に関する研究チームの論文全文は、本日、王立天文学会月報に掲載されました。
ブラックホールが合体する際には、数十億光年にわたって時空を圧縮・伸張させる重力衝撃波が放出されます。これらの波は、LIGO-Virgo-KAGRA連携観測所などの観測所で検出されており、この連携観測所の一部は2015年に初めて重力波を検出しました。
しかし、重力宇宙の解明には、より明るい未来が待ち受けています。ESA（欧州宇宙機関）は1月に宇宙重力波観測装置であるレーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）を正式に採用し、宇宙船の打ち上げと運用への道を開きました。
「ウェッブ氏の研究結果は、LISAで検出可能なより軽い系が、これまで想定されていたよりもはるかに多く存在することを示しています」と、欧州宇宙機関（ESA）のLISA主任プロジェクト科学者であるノラ・リュッツゲンドルフ氏は同じ発表の中で述べています。「この結果を受けて、この質量範囲におけるLISAの検出率に関するモデルを調整する必要があるでしょう。これは氷山の一角に過ぎません。」
次世代宇宙望遠鏡は、最古のブラックホールの姿だけでなく、宇宙におけるその頻度も明らかにしています。ブラックホールの謎、つまりブラックホールがどのように成長し、周囲の領域と相互作用して形を形成するのかを解明することは、天体物理学者が宇宙の最も根本的な謎のいくつかを解明するのに役立つでしょう。
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