「禁じられた」ブラックホール同士の合体を検出、科学者困惑

　2025年7月10日付けで学術サイト「arXiv.org」に投稿された査読前の論文によると、米国の「レーザー干渉計重力波天文台」（LIGO）が、2つのブラックホールの衝突によって生じた重力波を2023年11月23日に検出した。2つのブラックホールの質量はそれぞれ太陽の103倍と137倍と推定されたが、測定された性質には不確実なところがあり、どちらも太陽の約60〜130倍という「禁じられた」質量の範囲内にある可能性が高いと、英カーディフ大学の物理学者でLIGOチームのメンバーであるマーク・ハンナム氏は言う。（参考記事：「重力波、世紀の発見をもたらした壮大な物語」）

「現在の理論では、太陽の約60〜130倍の質量を持つブラックホールができることはないと考えられています」とハンナム氏は言う。

　光さえ脱出できないほど強い重力を持つブラックホールは、通常、巨大な恒星が死んで、重い中心核が無限に小さい点へと崩壊するときに誕生すると考えられている。しかし、恒星の中心核の質量が太陽の約60倍以上ある場合には、崩壊が非常に激しくなって星全体が粉々に吹き飛ばされ、ブラックホールさえ残らなくなる。

　今回の2つのブラックホールは数十億年前に暗黒の深宇宙で出会い、合体した結果、太陽の190〜265倍という質量のさらに大きな怪物ブラックホールが誕生した。LIGOがこれまでに見た中では最も巨大なブラックホールだ。

科学者たちを悩ませる理論に合わないブラックホール

　長年、ブラックホールには恒星質量ブラックホールと超大質量ブラックホールの2種類があることが知られていた。

　LIGOがこれまでに検出した約300個のブラックホールのほとんどは恒星質量ブラックホールだ。これらは太陽の数倍〜数十倍の質量を持ち、巨大な恒星が超新星爆発を起こした後に形成されたと考えられている。（参考記事：「重力波検出に成功、30億年前のブラックホール衝突」）

　一方、超大質量ブラックホールは、ほとんどすべての銀河の中心にある。質量は太陽の1億倍以上で、銀河内の星の形成を制御していると考えられている。（参考記事：「途方もない重力波を検出、波長は数光年から数十光年、初の証拠」）

　超大質量ブラックホールがどのようにしてここまで大きくなったのかについては、まだよく分かっていない。恒星質量ブラックホールとして誕生し、その後何らかの方法で極端に大きくなったのだろうか？　それとも、その誕生の裏には別の物語があるのだろうか？

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