コペンハーゲンの研究所にいる天文学者は、考えがまとまらないと紙に絵を描くそうです。
小さな丸を塗ってブラックホールにし、中心を横切る線で円盤を、その外側の大きな丸でガス雲を表します。
観測と合わない部分があれば、また描き直します。
分からないから紙が白いのではありません。
むしろ、そこには何通りもの絵が重なっていきます。
ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が2022年に本格観測を始めてから、その空白の中身は急に混み合ってきました。
以前は見えなかった「小さな赤い点」が数百個見つかり、ビッグバンから約6億5000万年後には相当数があったと報告されています。
同じ初期宇宙からは、従来のモデルで説明しにくいほど大きなブラックホールや、予想以上に明るい銀河も見つかりました。
研究者が引っかかったのは、見えないことではなく、見えたものが手持ちの理屈に収まらないことでした。
天文学者のもとへ届くのは、はるかな宇宙を旅してきた光だけです。
その光がどれだけ引き伸ばされたかから時期を推定し、成分に分けてブラックホールの質量や周囲のガスの性質を見積もります。
誕生時の種の重さや、その後の育ち方を直接測ることはできません。
いま届いている光の波長と強さから、見えない過去をたどります。
第一世代の星が燃え尽きて残す種は、重くても約100太陽質量と見積もられています。
落ちこむ物質が放つ光が次の物質を押し返すため、取りこむ速さには上限があると考えられてきました。
ところが2024年、ビッグバンから約15億年後の1個のブラックホールが、その時点で上限の約40倍に相当する勢いで物質を取りこんでいたと報告されました。
巨大なガス雲が星へ分かれる前にそのまま潰れるモデルなら、種は初めから約1万太陽質量です。
約7億5000万年後の赤い点の1つでは、周囲に識別できる恒星が見つからず、ブラックホールは約5000万太陽質量と推定されました。
光から推定できるのは、現在の質量や、その時点で物質を取りこむ速さです。
そこへ至るまでに速さがどう変わり、何度合体し、どれほどの重さで生まれたかは直接測れません。
小さな種が急いで育った場合も、重い種から始まった場合も、現在の重さは同じになり得ます。
同じ光に合う絵は、1枚とは限りません。
その天文学者が最初に描いたのは、ブラックホールを一様に厚いガスが包む姿でした。
そこを通り抜けた光なら、成分にガスの影響が残るはずです。
実際に届いた光には、予想された変化が見られませんでした。
紙の上の雲には、光が抜ける穴が加わりました。
穴のあいた雲も、まだ観測で確かめる途中の仮説です。
中間赤外線で調べた初期の銀河も、同じ顔をしていませんでした。
ガスも塵も吹き払われたように星だけが見えるものも、ガスを抱えたように見えるものもありました。
作られ方が別々とは限らず、同じ周期的な星形成の異なる段階かもしれません。
約40倍と約5000万太陽質量は個別天体の光から得た推定値ですが、約1万太陽質量は直接崩壊モデルが想定する種の規模です。
大きな数字が3つ並んでも、証拠の種類は揃いません。
天文学者は次の紙に、穴のあいたガス雲を描きました。
その絵も、正解と決まったわけではありません。
手はまだ動いています。
参考文献：
Bennett J. Astrophysicists puzzle over Webb’s new universe. Quanta Magazine. Published July 2, 2026. Accessed July 21, 2026. https://www.quantamagazine.org/astrophysicists-puzzle-over-webbs-new-universe-20260702/
紹介した論文の音声概要を、NotebookLMでポッドキャスト化してみました。あわせてお楽しみください。
