ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）は、宇宙の初期、最初の星々が水素を電離して忙しくしていた時代を覗き込むために設計された。ところが実際に見つけたのは、たくさんの「小さな赤い点」——学術的な論争の末、初期の超巨大ブラックホールであることが判明した。そして今、重力レンズ効果により、そのうちの一つ、Abell 2744−QSO1が、住む銀河もろくにないブラックホールであることが明らかになった。

QSO1は、前景の銀河団による重力レンズ効果で3つの像として現れ、ビッグバンからわずか7億年後の姿を見せている。これまでの研究では、3つの像が細部で異なることから、ブラックホールが時間とともに異なる量の物質を食べるにつれて放出が変化することが示唆されていた。その光度から、ブラックホールの質量は太陽の1000万倍以上と推定され、先月のスペクトル分析では主に水素が検出され、周囲に形成された星はごくわずかであることがわかった。

大きな疑問は、現代の宇宙で較正されたブラックホールの質量と光度の関係が、これらの古代の天体にも当てはまるかどうかだった。大規模な国際チームは、レンズ効果による拡大を利用してQSO1の環境の詳細な画像を構築し、光の放出とガスの速度を水素の赤方偏移と青方偏移で測定した。彼らのモデルは、天の川銀河のような星団ではなく、回転する物質を持つ巨大な中心点源を一貫して支持した。ブラックホールの質量は約5000万太陽質量と推定され、以前の推定と一致し、光度と質量の関係が130億年間変わっていないことを示唆している。

星については、ほとんど存在しなかった。星の質量の上限は2000万太陽質量で、ブラックホールの質量の半分以下である。QSO1の質量の3分の2以上はブラックホールにあり、チームによれば「これまでに見つかった中で最も『裸の』巨大ブラックホール」である。論文は、このブラックホールがどうしてこんなに早く大きくなったのかを考察している。3つの理論がある：ビッグバンからの原始ブラックホール、星形成をスキップするガス雲の直接崩壊、または密集した星団内でのブラックホールの暴走合体。星の不足は3番目の選択肢を除外する。残りの2つは純粋に理論的であり、直接崩壊には観測よりも多くの紫外線放射と質量が必要で、合体によって7億年で10倍に成長した原始ブラックホールが有力かもしれない。

これらはすべて興味深い議論を生むが、もっと裸の超巨大ブラックホールが見つかるまでは未解決のままだ。もちろん、そうなるだろう。