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宇宙の隠された秘密! 太陽質量100万個の質量を持つブラックホールの種はどのようにして高赤方偏移領域で生成されるのでしょうか?
宇宙の初期段階におけるブラックホールの形成は、常に興味深いテーマでした。最近の科学的研究では、直接崩壊ブラックホール (DCBH) は高赤方偏移領域で形成される重要なブラックホールの種であり、その質量は太陽の 100 万倍にも達する可能性があることが指摘されています。この科学的進歩により、宇宙の歴史をより深く理解できるようになるだけでなく、高質量ブラックホールの形成メカニズムも再定義されます。
直接崩壊ブラックホールの形成過程
直接崩壊ブラックホールの形成は、おおよそ赤方偏移z = 15から30の範囲で発生します。これは、宇宙がわずか1億年から2億年しか経っていなかった当時の宇宙条件が、凝縮に特に適していたことを意味します。大規模な物質の。
これらのブラックホールの形成は、最初の星（つまり、種族 III の星）から形成されるブラックホールの種によって引き起こされるのではなく、重力の不安定性によって直接引き起こされます。
これらのブラックホールが形成される前に、ガスはいくつかの特定の条件を満たしている必要があります。たとえば、金属を含まない（水素とヘリウムのみを含む）こと、水素分子を破壊するのに十分なライマン・ウェルナー光子束があることなどです。冷却と断片化によるガス。このような状況はガス雲の重力崩壊を促進し、最終的にはその中心に極めて高密度の物質を持つブラックホールの形成につながります。
直接崩壊するブラックホールはまれ
DCBH は理論的には支持されているものの、現在のところ、高赤方偏移の宇宙では非常に稀であることが分かっています。最新の宇宙シミュレーションによれば、このタイプのブラックホールの形成条件は非常に厳しいため、その数密度は最大で 1 立方ギガバイトあたり約 1 個に過ぎないと予測されています。最も楽観的なシナリオでは、この数はジパサック1立方メートルあたり約10万個に達する可能性がある。
観察と発見
技術の進歩により、天文学者たちはDCBHの探索にますます積極的になっています。ハーバード大学の研究チームは2016年以来、ハッブル宇宙望遠鏡とチャンドラX線観測衛星を使って、このタイプのブラックホールの手がかりを探してきました。最近、研究者らは、高赤方偏移範囲 z>6 のデータで予測されたスペクトル特性と一致する 2 つの候補を発見しました。
これらのブラックホールは、赤外線放射の大幅な過剰を特徴としており、これは他の高赤方偏移天体よりも顕著です。
原始ブラックホールと恒星崩壊ブラックホールとの違い
DCBH は、原始ブラックホールや恒星崩壊ブラックホールとは根本的に異なることに注意することが重要です。原始ブラックホールはエネルギーの直接的な崩壊によって形成されるのに対し、DCBH は異常に密度の高いガス領域の崩壊によって生じます。
原始ブラックホールは形成中に恒星の介在を一切受けないため、通常、種族 III の恒星の崩壊によって生成されたブラックホールは「直接的な脆弱分解」として分類されません。
今後の研究の方向性
ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の打ち上げにより、これらブラックホール候補の観測がさらに深まり、その性質や存在をより効果的に確認できるようになるでしょう。いずれにせよ、DCBH の探査は依然として課題と謎に満ちており、宇宙論に関する新たな疑問をもたらすだけでなく、宇宙の形成と進化についての私たちの思考を刺激します。
これらの最先端の研究は、重要な疑問を明らかにしています。この広大な宇宙には、まだ解明されていない神秘的な現象がいくつ残っているのでしょうか?
