天文学:宇宙の夜明けにある、ガスに覆われていてガスによって赤化したブラックホール
Nature 656, 8127 doi: 10.1038/s41586-026-10846-4
宇宙の夜明けとして知られる、ビッグバン後の最初の7億年以内に、太陽の10億倍ほどの質量を持つブラックホールの形成をもたらした物理過程は、依然として謎である。種となるブラックホールを形成し、それを急速に成長させるいくつかの理論的シナリオが提案されているが、これらの機構の直接観測は今なお困難である。本論文で我々は、あらゆる赤方偏移でこれまで報告されたものの中で最大級の水素バルマーブレイク、複数のピークを持つ幅広いHβ輝線、そして複数の遷移におけるバルマー吸収線という特異な性質を示す、ビッグバンから6億6000万年後の天体について報告する。我々はこの天体を、ガスに覆われたブラックホールとしてモデル化した。このモデルでは、バルマーブレイクとバルマー吸収線が共存している状態は、超大質量ブラックホール周辺に塵を含まないエンベロープを形成する、極めて高密度で乱流的なガスによって生じる。この天体は、高密度ガスに埋もれた初期ブラックホールの証拠を提供する可能性がある。これは、超エディントン降着によってブラックホールを急速に成長させるものとして提案された理論的構造である。このブラックホールからの輻射は、観測される光のほとんど全てを占めていると考えられ、その母銀河からの寄与の余地は限定的である。この天体が、より明るい近傍天体と合体すれば、不可解なスペクトルエネルギー分布を持つ、最近発見された「小さな赤い点(LRD)」と似たものになるだろう。このブラックホールが赤く見えるのは、塵ではなくガスによるもので、複雑なスペクトル線の形状と光度を生じさせるのは運動学ではなく散乱である。従って、これらの天体のブラックホール質量は数桁も過大評価されている可能性がある。

