初期の宇宙の巨大な星は、超大質量ブラックホールの先祖であったかもしれません

最近の観測では、すべての銀河の中心に超大質量ブラックホールがあることが示されています。しかし、これらの超大質量ブラックホールの起源は何ですか？この質問はまだ謎のままです。

日本の国立天文台と台湾のアカデミアシニカ天体物理学研究所（ASIAA）が率いる国際研究チームは、超大質量ブラックホールの祖先である可能性のある超大質量星からの極端な超新星を予測しました。彼らの計算によると、この超新星は、2021年末までに打ち上げられるジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）で観測できることが示唆されています。

超大質量ブラックホールの形成の研究は、現代の天体物理学における重要なトピックです。主要な理論は、初期宇宙の最初の巨大な星の死後に超大質量ブラックホールのシードが形成され、その後これらのシードが周囲のガスを蓄積し続け、最終的に超大質量ブラックホールに形成されたことを示唆しています。

しかし、局所宇宙で観測された最も重い星は約100から200の太陽質量であるため、この理論は挑戦されてきました。

数百の太陽質量を持つ最初の星がブラックホールの種として生まれ変わった場合、今日観測されている超大質量ブラックホールを形成するために、それらは最高の降着効率を維持する必要があります。しかし、現実的な環境で高い降着率を維持することは非常に困難です。

ASIAA台湾のKe-JungChenは、2014年の研究論文で、原始超大質量星（104-105太陽質量）からの相対論的不安定超新星を提案しました。 -初期の宇宙では、数万の太陽質量を持つ最初の星が少数存在する可能性があります。それらはおそらく銀河の超大質量ブラックホールの前駆体です。ブラックホールの種が大きいほど、周囲の物質をより効率的に吸収します。ブラックホールは急速に成長するために高い降着率を維持する必要はない、とKe-JungChenは言った。

しかし、これらの巨大な星がかつて存在したことをどのように証明できますか？

これらの超大質量星のほとんどがブラックホールに崩壊するため、これは観測上の課題です。チェンによって提案された超新星モデルに基づいて、研究チームは新しい放射輸送シミュレーションを実行し、次のJWSTミッションがこの超新星を観測する機会があることを発見しました！

それまでにこれが起こった場合、最初の超大質量星に由来する銀河の超大質量ブラックホールの起源を確認することができます。