ブラックホールはどこから生まれるのか

星は、つり合いによって存在しています。核で起きる反応のエネルギーが外向きに押し、星自身の重力が内向きに引っ張るのです。燃料があるあいだは、このつり合いが保たれます。反応が止まると、外向きの圧力はなくなります。

最後に何が残るかは、質量によって決まります。軽い星なら、密度が高く冷えていく球体です。より重い星なら、想像を絶する密度の物質でできた天体になります。そして最も大質量の星だけは、崩壊を何ものも止められません。

2つ目と3つ目の結果の境界は狭く、正確にはわかっていません。だから、その近くにある天体は興味深いのです。物質が自分自身の重力に抵抗できなくなる地点を、詳しく絞り込む手がかりになるからです。

このとき放出された外層は、銀河全体に匹敵する明るさの閃光として見えます。どこかで崩壊が起きたと知る手がかりは、たいていこうした閃光です。残された天体そのものは、光を放たないからです。

この差はあまりにも大きく、単純に物質をためるだけでは説明しにくいものです。物質の吸収には限界があります。落ち込むガスが放つ光が、後から来るガスを押し返すため、成長速度は頭打ちになります。

初期宇宙の観測によって、この問題はいっそう深まりました。そこでは、最初の数億年のうちにすでに存在していた巨大天体が見つかっています。恒星ほどの大きさから少しずつ成長するには、明らかに時間が足りませんでした。

そこで、種となる天体についていくつかの仮説が生まれました。星の段階を経ずに巨大なガス雲が直接崩壊する説、密集した星団の中で多数の天体が合体する説、最初の星が異常に大質量だったという説です。どれもまだ決定的な説とは認められていません。

合体の観測も手がかりになります。時空の揺らぎを検出する装置が捉えた信号から、これまでほとんど見つかっていなかった、ちょうど中間の質量を持つ天体が明らかになりました。

最近確認された3つ目の道もあります。それが合体です。互いの周りを回る2つのブラックホールは、やがて1つに合体します。この出来事は光ではなく、時空の揺らぎによって検出されます。