科学者たちは、初期宇宙の爆発がブラックホールの中間の兄弟問題の解決に役立つ可能性があることを示した。
星の激しい崩壊や合体の後に起こる高エネルギーの高輝度爆発であるガンマ線バーストの数千件の統計的分析により、いくつかの信号に時間遅延が見られ、重力レンズ効果の明らかな兆候であることがわかった。
メルボルン大学とモナシュ大学の研究者らは、ネイチャー・アストロノミー誌に掲載された論文の中で、この電磁放射の曲がりは、太陽の100倍から10万倍の質量を持つと定義される中間質量ブラックホールの証拠を示していると述べている。
中質量ブラックホールは、このクラスの非常に密度の高い天体の中で、やっかいな中間子であることが判明している。
研究者らは、LIGO-Virgo協力を通じて小型ブラックホールからの重力波を検出し、イベント・ホライズン・テレスコープによって超大質量ブラックホールを検出したが、中質量ブラックホールの観測は困難であったと著者らは主張した。
ブラックホールのぼやけた最初の写真を覚えていますか？ああいう写真から、物質を飲み込むこの空間について多くのことがわかることが分かりました。
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巨大恒星は長い間、球状星団（球状の星の塊）の中心に存在すると考えられてきました。摩擦と重力によって最も大きな恒星は重力井戸の底に沈んでいくからです。2004年以降、シミュレーションによって、小さなコンパクトな星団では、これらの巨大恒星の一生の間に恒星合体が起こることが示唆されていると、著者らは述べています。
「重要なのは、これらの合体は、恒星が超新星爆発を起こして系を乱し、暴走衝突と巨大星（太陽の質量の10の3乗）の形成につながる前に起こるということです。これらの短命のモンスターは、中間質量ブラックホールの種となり、その後、ブラックホールは集積と合体によって成長します。しかし、その存在を直接示す観測的証拠はなかなか見つかりません」と書簡は述べている。
重力レンズ効果では、背景源からの電磁光子の進路が時空の湾曲によって歪められ、複数の像が生成される。各像の到着時刻の差から、レンズの重力構造、ひいては中間天体の重力構造を推測することができる。これはアインシュタインが1915年に提唱した一般相対性理論の結果であるにもかかわらず、重力レンズ効果は1979年まで観測されていなかった。
研究者らはベイズ分析を用いて、遠方の初期宇宙における恒星の崩壊によって生じたガンマ線バーストのカタログから重力レンズ効果を特定した。
「数ミリ秒から数秒の遅延を伴うレンズ像の検出は、これまで観測が困難であった中質量ブラックホールの証拠となる」と著者らは述べている。
こうした技術を使ったさらなる研究と検出は、こうした捉えどころのない天体が宇宙でどれほどありふれたものであるかを理解し、より質量の大きい天体の進化における役割を明らかにするのに役立つ可能性がある。
「もし重要な中間質量ブラックホールの集団が存在するならば、それは初期宇宙における超大質量ブラックホールの成長の種となる可能性がある」と手紙には付け加えられている。®
