2019年4月。史上初ブラックホールの姿の撮影に成功し、世界中に驚きと興奮を与えた事は記憶に新しいところです。
この時、撮影に成功したブラックホールは太陽質量の約65億倍と想像を絶する超大質量ブラックホールでしたが、今回発見されご紹介するブラックホールは、それをも遥かに凌駕する超特大モンスター・ブラックホールで、何と太陽質量の約400億倍もあるそうです。
いったい、こんな超巨大なブラックホールが何故存在するのでしょうか？そもそも、どうやってこれだけの規模の天体になったのでしょうか？
太陽質量の400億倍もあるモンスター・ブラックホールとは？
宇宙に多数存在していると考えられているブラックホールは恒星質量ブラックホールと呼ばれ、質量は太陽の数倍～十数倍と推測されています。ちなみに、地球の質量を1とすると太陽は地球の約33万倍の質量を持っており、この事から考えるとブラックホールはとてつもない質量を持っている天体だと言えるのですが、さらに銀河の中心等にあるブラックホールは恒星質量ブラックホールを遥かに凌駕する存在で、それは私たちが住む天の川銀河の中心にある「いて座A*（いてざエー・スター）」で太陽の約400万倍もの質量があるとされています。
そして2019年に史上初の撮影に成功したブラックホールは、太陽質量の約65億倍もある超巨大な天体です。
「Image Credit：人類史上初。撮影に成功した本物のブラックホール画像（Wikipediaより）」
これだけ巨大な質量を持つ天体を地球と比べると全く問題にならず、地球など無に等しい存在と言わざるを得ないのではないでしょうか。
と、それだけ巨大なブラックホールでも、全然相手にならないほど巨大なブラックホールが発見されており、それが、地球からおよそ7億光年離れた「エイベル85」銀河団の中心にあり、「ホルムベルグ15A」という超巨大楕円銀河の中心に存在する太陽質量の何と400億倍もの超大質量ブラックホールです。
「Image Credit：エイベル85銀河団（NASAより）」
これまで発見されたブラックホールで最も巨大だったのが、地球から約3億光年離れた「かみのけ座銀河団」の巨大楕円銀河「NGC4889」中心にあるブラックホールで、この質量が太陽の約210億倍と推定されていましたから、今回発見されたホルムベルグ15Aブラックホールはその倍もあるワケで、もう何が何だかわからないレベルと言わざるを得ません。
400億倍もあるモンスター・ブラックホールは特異点も桁外れ？！
ブラックホールの構造を簡単に説明すると、黒い丸の部分が本体で、その周りを高速で回転し摩擦で超高温に熱せられたガスが取り巻いており、さらに黒い本体部分を解説すると。外側の丸い淵の境界線を事象の地平面と呼び、この境界線を境に光を含むあらゆる物質が脱出不可能となる”魔の境界線”であり、そしてブラックホールの中心部が特異点です。
特異点では、物質の密度や重力場、時空までもが無限大となってしまい限りなくどこまでも落ち込んでしまう、言わば現時点での物理の法則では想像も出来ないため、何が起こるかわからないという意味で「特異点」と呼ばれています。
また、特異点のあるブラックホールの中心から境界線の事象の地平面までの距離をシュワルツシルト半径と呼び、今回発見された超大質量ブラックホールのシュワルツシルト半径は790AU（1AUは約1億5,000万キロ（太陽～地球間の距離を表す単位））と桁外れな大きさを持つと考えられています。
「Image Credit:Wikipedia」
ちなみに、太陽系の大きさで言うと太陽から冥王星までの距離が平均で39.5AUで、ヘリオポーズと呼ばれる太陽系外の恒星からやって来る恒星等の星間物質と太陽風が衝突する境界。いわゆる太陽圏までの距離が約123AU。つまり、ブラックホール本体の中に太陽系が7つも入るほど巨大なのがこの超大質量ブラックホールなのです。
ともかく、あまりにも大き過ぎて何のことかわからないほど。
しかも、このような超巨大なブラックホールは宇宙にいくつも存在していると推測され、今更ながらに宇宙の広大さを思い知らされます。
超大質量ブラックホールはどのようにして誕生したのか？
恒星質量ブラックホールは、太陽量の30倍以上の質量を持つ恒星の寿命が尽き核融合反応が停止し、自身が持つ重力に耐え切れず重力崩壊を起こす事でブラックホールが誕生すると考えられています。しかし、前記もしましたが恒星質量ブラックホールのの質量はせいぜい太陽の十数倍ほどで、太陽質量の400億倍なんて桁違いの大きさには到底及びません。
では何故、これほど巨大なブラックホールが誕生したのでしょうか？
その理由については、未だ解明出来ておらず謎が多い部分ではありますが、おそらくは、ブラックホール同士が合体融合を繰り返して、少しずつ成長していった姿が超大質量ブラックホールではないか？と考えられており、400億倍もの巨大なブラックホールともなると、銀河同士が衝突し中心にある超大質量ブラックホールが合体融合をして形成されたモノではないか？と考えられています。
『参考動画：数十億年後に衝突するであろうと推測される「天の川銀河」と「アンドロメダ銀河」の衝突シュミレーション』
この400億倍もブラックホールの発見について研究者たちは、どのようにして形成されたか？をシュミレーションしたところ、消耗した銀河核を持つ2つの早期型銀河が、衝突し融合したらしいとの結論を導き出しています。
実はもっと巨大なブラックホールが発見されていた
今回ご紹介した超大質量ブラックホールは太陽質量のおよそ400億倍。実は以前に、これを上回るブラックホールが発見されています。
それは地球から約104億光年も離れた、宇宙創成期に形成されたであろうクエーサーで、その質量は何と660億倍。
このブラックホールも、おそらく早期型銀河が合体融合し形成されたモノと考えられており、このブラックホールの周囲のガスが回転して生まれるエネルギーも凄まじく太陽の140兆倍もの光を放っているとされています。
