ESO観測は宇宙の夜明けのブラックホールの朝食を明らかにします

ESOの超大型望遠鏡を使用している天文学者は、宇宙で最も初期の銀河のいくつかの周りに冷たいガスの貯留層を観察しました。これらのガスハローは、これらの銀河の中心にある超巨大ブラックホールにとって完璧な食物であり、現在では125億年以上前に見られました。この食料貯蔵庫は、宇宙の夜明けとして知られる宇宙の歴史の中で、これらの宇宙の怪物がいかに速く成長したかを説明するかもしれません。
「原始銀河の環境には、超大質量ブラックホールの成長と活発な星形成の両方を維持するのに十分な食物があることを初めて実証することができます」と、マックスプランク天文学研究所のエマヌエーレパオロファリーナは言います。本日、The Astrophysical Journalに発表された研究を主導したドイツのハイデルベルクで。「これは、120億年以上前に宇宙構造がどのように形成されたかを描くために天文学者が構築しているパズルに基本的な部分を追加します。」
天文学者は、宇宙の歴史の初期に超大質量ブラックホールがどのように大きく成長できるのか疑問に思っていました。「太陽の数十億倍の質量を持つこれらの初期のモンスターの存在は大きな謎です」と、ガルヒング・バイ・ミュンヘンの天体物理学のマックス・プランク研究所に所属するファリーナは言います。それは、最初の星の崩壊から形成されたかもしれない最初のブラックホールが非常に速く成長したにちがいないことを意味します。しかし、これまで、天文学者はこの急速な成長を説明するのに十分な量の「ブラックホールの食物」、つまりガスと塵を発見していませんでした。
さらに問題を複雑にするために、アタカマの大型ミリメートル/サブミリメートル配列であるアルマの以前の観測では、これらの初期の銀河内に大量の塵とガスがあり、急速な星形成を促進しました。これらのアルマの観測は、ブラックホールを養うために少し残っている可能性があることを示唆しました。
この謎を解決するために、ファリーナと彼の同僚は、チリのアタカマ砂漠にあるESOの超大型望遠鏡（VLT）でMUSE装置を使用してクエーサーを研究しました。この研究は、宇宙がまだ幼児で、まだ約8億7千万歳だった当時、125億年以上前に見られた31のクエーサーを調査しました。これは、調査対象の宇宙の歴史の初期から、これまでのクエーサーの最大のサンプルの1つです。
天文学者は、12のクエーサーが巨大なガス貯留層に囲まれていることを発見しました。中央のブラックホールから10万光年、太陽の何十億倍の質量を持つ冷たい高密度の水素ガスのハロー。ドイツ、アメリカ、イタリア、チリのチームはまた、これらのガスハローが銀河にしっかりと結合していることを発見し、超巨大ブラックホールの成長と活発な星形成の両方を維持するための完璧な食物源を提供しました。
研究は、ESAのVLT上のMUSE（Multi Unit Spectroscopic Explorer）の優れた感度のおかげで可能になりました。「ターゲットごとに数時間のうちに、私たちは若い宇宙に存在する最も大規模で貪欲なブラックホールの周囲を掘り下げることができました」と彼は付け加えます。クエーサーは明るいですが、周囲のガス貯留層を観察するのははるかに困難です。しかし、MUSEはハロー内の水素ガスのかすかな輝きを検出することができたため、天文学者は最終的に初期宇宙の超巨大ブラックホールを動かす食物の隠し場所を明らかにすることができました。
将来、ESOの超大型望遠鏡（ELT）は、科学者がビッグバン後の最初の数十億年で銀河と超巨大ブラックホールについてさらに詳細を明らかにするのに役立ちます。「ELTの力により、初期の宇宙をさらに深く掘り下げて、このようなガス星雲をさらに発見できるようになります」とファリーナは結論付けています。

詳しくは
この研究は、The Astrophysical Journalに掲載される論文で発表されています。
チームは、エマヌエーレ・パオロ・ファリーナ（マックス・プランク天文学研究所[MPIA]、ドイツのハイデルベルク、マックス・プランク天体物理学研究所[MPA]、ガーヒンク・バイ・ミュンヘン、ドイツ）、ファブリツィオ・アリゴニ・バッタイア（MPA）、ティアゴ・コスタ（MPA ）、Fabian Walter（MPIA）、Joseph F. Hennawi（MPIAおよびカリフォルニア大学サンタバーバラ校、米国[UCSB Physics]）、Anna-Christina Eilers（MPIA）、Alyssa B. Drake（MPIA）、Roberto Decarli（ボローニャ天体物理学および宇宙科学観測所、イタリア国立天体物理学研究所[INAF]、ボローニャ、イタリア）、Thales A. Gutcke（MPA）、Chiara Mazzucchelli（欧州南天文台、Vitacura、チリ）、Marcel Neeleman（MPIA）、 Iskren Georgiev（MPIA）、EduardoBañados（MPIA）、Frederick B. Davies（UCSB Physics）、Xiaohui Fan（スチュワード天文台、アリゾナ大学、ツーソン、[スチュワード]）、オノウエマサフサ（MPIA）、ヤントルゲシンドラー（MPIA）、ブラムP.ベネマンズ（MPIA）、フェイグワン（UCSB物理学）、ジニーヤン（スチュワード）、セバスチャンラビエン（マックスプランク地球外物理学研究所、ドイツ、ガーヒンクビーチェン） ）、およびロレンツォブゾーニ（INAF-Arcetri Astrophysical Observatory、フィレンツェ、イタリア）。
ESOはヨーロッパで最も重要な政府間天文学機関であり、世界で最も生産的な地上ベースの天文台です。加盟国は、オーストリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、イギリス、およびチリのホスト国の16か国です。そしてオーストラリアと戦略的パートナーとして。ESOは、天文学者が重要な科学的発見を行えるようにする、強力な地上観測施設の設計、建設、運用に焦点を当てた野心的なプログラムを実施しています。ESOは、天文学研究における協力の促進と組織化でも主導的な役割を果たしています。ESOは、チリで3つのユニークな世界クラスの観測サイトを運営しています。ラシッラ、パラナール、およびチャナントールです。パラナールでは、ESOは、超大型望遠鏡と世界をリードする超大型望遠鏡干渉計、および赤外線と可視光のVLT測量望遠鏡で動作する2つの測量望遠鏡を運用しています。また、パラナールESOでは、世界最大かつ最も感度の高いガンマ線観測所であるチェレンコフ望遠鏡アレイ南をホストし、運用します。ESOはまた、チャイナントールの2つの施設、APEXと、現存する最大の天文学プロジェクトであるアルマの主要パートナーでもあります。パラナールに近いセロアルマゾネスでは、ESOが39メートルの超大型望遠鏡ELTを構築しています。これは「空の世界最大の目」になります。また、パラナールESOでは、世界最大かつ最も感度の高いガンマ線観測所であるチェレンコフ望遠鏡アレイ南をホストし、運用します。ESOはまた、チャイナントールの2つの施設、APEXと、現存する最大の天文学プロジェクトであるアルマの主要パートナーでもあります。パラナールに近いセロアルマゾネスでは、ESOが39メートルの超大型望遠鏡ELTを構築しています。これは「空の世界最大の目」になります。また、パラナールESOでは、世界最大かつ最も感度の高いガンマ線観測所であるチェレンコフ望遠鏡アレイ南をホストし、運用します。ESOはまた、チャイナントールの2つの施設、APEXと、現存する最大の天文学プロジェクトであるアルマの主要パートナーでもあります。パラナールに近いセロアルマゾネスでは、ESOが39メートルの超大型望遠鏡ELTを構築しています。これは「空の世界最大の目」になります。

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