東大ら，宇宙望遠鏡で活動的なブラックホールを観測

東京大学，中国 武漢大学，愛媛大学，立命館大学，国立天文台は，ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）を用いて129億年前の宇宙に存在する活動的なブラックホール（クェーサー）を観測した（ニュースリリース）。

JWSTの稼働により，銀河天文学は急速に進展し，130億光年以上彼方の超遠方銀河が次々に見つかっている。一方，ほぼ全ての銀河中心には巨大ブラックホールが存在し，銀河とブラックホールの成長には深い関係があると考えられている。

しかし，その関係がいつ，どのように始まったのかは不明。特に，クェーサーの強い輝きに隠れた銀河の星成分を直接捉えることは，これまで困難だった。

今回，研究グループは共に129億光年先に存在するJ2236+0032とJ1512+4422というクェーサーを，JWSTの近赤外線分光器（NIRSpec）で観測した。

NIRSpecの高感度分光データを精査した結果，これら2つのクェーサーから，通常は見られない中性水素の吸収線を検出した。これは，明るいブラックホールからの光に加えて，親銀河由来の光が含まれていることを意味する。

研究グループは，近赤外線カメラ（NIRCam）による画像観測からも同様の親銀河の検出を確認している。そして，この水素の吸収線の特徴から，銀河内に若い星が少なく，観測時点から数億年前に起こした爆発的な星形成後に成長が停止または減速している状態であることが判明した。

JWSTの近赤外線カメラNIRCamによる多波長観測のデータも合わせて解析した結果，両銀河がそれぞれ太陽の600億，400億倍の星質量を持つ巨大銀河であり，J2236+0032についてはバルマーブレイクと呼ばれる，銀河が比較的歳をとった星で構成されていることを示す別の特徴を捉えることにも成功した。

さらに，今回の発見で注目すべき点は，死にゆく銀河の中でなお活動を続ける巨大ブラックホールの存在。J2236+0032とJ1512+4422は，活動中の巨大ブラックホールを持ち，かつ星形成活動が静止期に入った大質量銀河としては観測史上最も若い宇宙に存在する天体。

先行研究では，巨大ブラックホールの活動が親銀河の成長を抑え，星形成期から静止期への移行を促すと考えられていた。今回の成果は，そのような変化の現場を，多くの銀河がまだ成長の途中にある初期宇宙で初めてとらえたもの。

研究グループは，この成果は，初期宇宙において銀河とブラックホールがどのように一緒に進化してきたのかを知るための，新たな道を切り拓くものだとしている。