129億年前の超巨大ブラックホール付近の”熱いガス”を発見: 宇宙初期の隠されたブラックホール探査に新たな可能性

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2025-03-10 北海学園大学

北海学園大学工学部の但木謙一教授らが参加する国際研究チームは、アルマ望遠鏡を用いて、129億光年彼方の超巨大ブラックホール周辺の熱いガスからの電波を高解像度で観測することに成功しました。 この成果は、これまで存在が知られていなかった宇宙初期のブラックホールの発見に寄与する可能性があります。研究結果は、2025年3月7日付けで英科学誌「ネイチャー・アストロノミー」電子版に掲載されました。

<関連情報>

130億年前の超巨大ブラックホール近傍の温かいガス Warm gas in the vicinity of a supermassive black hole 13 billion years ago

K. Tadaki,F. Esposito,L. Vallini,T. Tsukui,T. Saito,D. Iono & T. Michiyama
Nature Astronomy  Published:07 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41550-025-02505-x

129億年前の超巨大ブラックホール付近の”熱いガス”を発見: 宇宙初期の隠されたブラックホール探査に新たな可能性

Abstract

Quasars, powered by supermassive black holes, are among the brightest objects in the Universe. In the vicinity of a supermassive black hole, X-ray photons from an active galactic nucleus can heat the surrounding gas to several hundred kelvin. Here we report observations of dust continuum and carbon monoxide (CO) J = 13–12 and J = 14–13 line emissions at a resolution of 130 pc in a luminous quasar at a redshift of 6. We successfully detected these high-J CO line emissions from warm gas in a compact disk component. The CO luminosity ratio in the central region of the compact disk is consistent with theoretical models in which X-ray heating dominates the CO excitation and the gas column density is as high as 1025 cm−2. This finding demonstrates that high-resolution observations of high-J CO lines are promising ways to identify extremely dust-obscured quasars in the early Universe.

1701物理及び化学
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