ブラックホールは貪り食う存在として知られています。しかし、ブラックホールは星を生み出す役割も果たします。

エイミー・ライネスが2000年代後半にヘニゼ2-10矮小スターバースト銀河のスナップショットを初めて見たとき、彼女はそれが他の銀河といかに異なっているかに衝撃を受けた。長さ500光年にも及ぶガス状のフィラメントが漆黒の空間に広がり、新しい星が融合して誕生する2つの塵の塊をつないでいた。彼女は、多産な恒星の育成場を目にしていた。そのため「スターバースト」という名前が付けられた。

この特異な銀河系について何年にもわたって断続的に研究した結果、現在モンタナ州立大学の天体物理学者であるラインズ氏と、彼女の教え子で天体物理学者のザック・シュッテ氏は、ヘニゼがなぜこのような姿をしているのかを解明した。ヘニゼの中心には、間接的に星を生み出している巨大なブラックホールがあるのだ。この研究結果は水曜日、ネイチャー誌に掲載された。

ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天体物理学者で、この研究には関わっていないファビオ・パクッチ氏は、「研究者らが、これほど小さな銀河でブラックホールが星形成を誘発しているという明確な兆候を示したのは初めてだ」と話す。ブラックホールが星形成を消すのか誘発するのかは「非常に未解決の問題」だったと同氏は付け加えた。

ブラックホールは、その驚異的な質量のおかげで、塵や、近づきすぎた星の残骸を捕らえる。天文学上の巨星が犠牲者を食べ尽くすと、星の餌食の一部も放出する可能性がある。「ブラックホールは周囲の物質を食べますが、その扱いが少々雑です」とレインズ氏は言う。

人類の望遠鏡は、最大かつ最悪のブラックホールをより簡単に検出できる。なぜなら、これらのブラックホールは、崩壊に向かって螺旋状に回転しながら熱せられた落下ガスと塵によって縁取られ、最も明るいからだ。重力の巨体から噴出する物質のジェットは、物質を散​​乱させ、本来なら星に凝縮するはずの周囲の雲を薄くするほど強力である。これらのより明るいブラックホールは星の形成を消し去り、科学者が観測できるのは、通常このようなブラックホールである。

矮小銀河は、小さな恒星の集まりの一種で、ブラックホールも（もしあるとすれば）それよりはるかに小さい。矮小銀河にあるブラックホールはより暗いため、科学者が見つけるのがより難しい。そして、これらの小さなブラックホールから発生する風はそれほど激しくないため、天体の残骸を吹き飛ばす代わりに、吹雪が雪の吹き溜まりを積み上げるように、それを圧縮する。これらの物質の密集した場所は、恒星の創造にとって肥沃な土壌である。

「より穏やかで低速度の流出が観測されています」と、ブラックホールから噴出する比較的穏やかな物質の流れを指して、レインズ氏は言う。「これはある意味、星形成を促進するのに役立っています。」

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もし地球にブラックホールの秘密を明かしてくれる矮小銀河があるとしたら、それはヘニゼ2-10だろう。ヘニゼは地球からわずか3000万光年ほどと近いため、科学者が研究するには絶好の選択だ。「いわば私たちの裏庭」だとライネスは言う。そのため、科学者が研究できる矮小銀河としては最もアクセスしやすい。ハッブル宇宙望遠鏡のデータを使用して、ライネスとシュッテはヘニゼからの光を分析し、初期の星の構成要素である水素、酸素、硫黄の存在を示唆する波長に狙いを定めた。ヘニゼのブラックホールはこれらの元素を噴出しているだけでなく、ブラックホールの回転に合わせて風も脈動していた。

この結果から、ブラックホールの残骸から直接新しい星が生まれていることが裏付けられた。「基本的に、ドップラー効果に少し一貫性のある不安定なパターンが見られます」とシュッテ氏は言う。「ブラックホールから始まり、星形成領域まで広がる一貫性のある流出があります。」

この研究は、ヘニゼ銀河以外の「他の類似銀河での追跡観測を実際に促進する可能性がある」と、この研究には参加していないケンブリッジ大学の天体物理学者ロベルト・マイオリーノ氏は言う。矮小銀河は最も豊富な種類の恒星系であるため、ブラックホールによる星形成は比較的一般的である可能性があると同氏は言う。

さらに、矮小銀河はより大きな恒星の集まりの構成要素であるだけでなく、宇宙の最も初期の星団を反映するものでもあると考えられています。「これらの矮小銀河は、初期銀河形成の理論を調査するためのローカルテストベンチを提供します」とマイオリーノは言います。矮小銀河の秘密を理解することは、宇宙全体の他の多くの初期および進行中の天文現象を理解することかもしれません。

ライネス氏はすでに研究に着手しており、将来的にはヘニゼ以外のブラックホールや矮小銀河に焦点を移す予定だ。彼女は、長い間魅了されてきたこの恒星系に関する長年の疑問に答えを出したと語る。ヘニゼには、おそらく他の天体物理学者が追及すべき謎がまだあるだろうが、「かなり満足しています」と、ライネス氏は研究について語る。「少なくとも今のところは、これで終わりです」