UT・UTSA学生が近傍銀河に予期せぬブラックホールを発見(UT, UTSA Students Help Find Unexpected Black Hole in Nearby Galaxy)

2025-11-25 テキサス大学オースチン校(UT Austin)

University of Texas at Austin(UT)および University of Texas at San Antonio(UTSA)の学生が共同で取り組んだ天文学の授業プロジェクトにより、近傍の矮小銀河Segue 1の中心に、予想外の巨大ブラックホールが存在する可能性が示されました。セグエ1は星の数が非常に少ない銀河であり、これまで主に暗黒物質の重力によって結びついていると考えられてきました。ですが、学生らがスーパーコンピュータを用いて数十万件の重力モデルを構築・検証した結果、暗黒物質主体モデルよりも、中心にブラックホールを仮定したモデルの方が観測された星の運動をよく説明しました。推定されるブラックホールの質量は太陽質量の約45万倍と、銀河内のすべての星の質量を上回る規模です。この発見は、矮小銀河の構造形成理論やブラックホール/暗黒物質の役割に対する理解を大きく揺るがす可能性を持っています。

<関連情報>

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The Astrophysical Journal Letters  Published: 2025 October 14
DOI:10.3847/2041-8213/ae0b4f

UT・UTSA学生が近傍銀河に予期せぬブラックホールを発見(UT, UTSA Students Help Find Unexpected Black Hole in Nearby Galaxy)

Abstract

The dwarf spheroidal galaxy, Segue 1, is thought to have one of the largest ratios of dark matter to stellar mass. Using orbit-based dynamical models, we model Segue 1, including a dark halo and a central black hole. The best-fit model requires a black hole mass of 4.5 ± 1.5 × 105 M. The value of the black hole mass is similar either with or without a dark halo. The mass-to-light ratio of the stars is poorly constrained by the dynamical modeling, reflecting that Segue 1 is dominated by mass other than stars. Dynamical models that exclude a black hole provide a worse fit and require a dark halo with very-small-scale radii of below 100 pc. Additionally, the zero black hole models require a stellar orbital distribution that is highly radially biased. The model with a black hole provides an orbital structure that is close to isotropic, more similar to other well-studied systems. We argue that the two-parameter models of stars and black hole provide a better description of Segue 1 than the three-parameter models of stars and two dark halo components. Additional support for a central black hole comes from a significant increase in the central rotation. Using individual velocities, we measure a rotation amplitude of 9.0 ± 2.4 km s−1. Segue 1 is likely being tidally stripped at large radii, and we might be witnessing the remnant nucleus of a more massive system. Alternatively, given the high black hole mass relative to the stellar mass, Segue 1 is analogous to the Little Red Dots seen in the early Universe.

1701物理及び化学
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