UHZ1

UHZ1
UHZ1
観測データ（J2000 エポック）
星座	彫刻家
赤経	00時14分16.096秒
赤緯	−30° 22′ 40.285″
赤方偏移	10.1
距離	13.2 Gly (4.047 Gpc) (光の移動距離) ; 31.7 Gly (9.719 Gpc) (共動距離)
特徴
サイズ	21,000光年（直径）

Background galaxy containing a quasar

UHZ1はクエーサーを含む背景銀河です。赤方偏移は約10.1で、UHZ1は132億光年の距離にあり、宇宙が現在の年齢の約3%だったときに観測されました。^[1]^[2]この赤方偏移により、UHZ1は2023年時点で観測可能な宇宙で最も遠く、したがって最も古いクエーサーとなっています。^[3]^[4]この天体を検出するために、チャンドラX線観測所の天文学者は、アベル2744のクラスター質量を重力レンズとして使用し、そのすぐ後ろにある遠方の天体を拡大しました。^[5]発見時点で、QSO J0313−1806の距離記録を超えました。^[6]

この天体の発見により、天文学者は最初のクエーサーの種は宇宙の始まりにおける超大質量原始物質の崩壊から生じた直接崩壊ブラックホールであった可能性があると示唆するようになった。 ^[2]

天文学研究への影響

チャンドラ-JWSTがUHZ1の中心で赤方偏移約10.1のクエーサーを発見したことは、ビッグバンから約4億7000万年後には既に集積超大質量ブラックホール（SMBH）が存在していたことを明らかにしました。 ^[7]初期ブラックホールが「種」から超大質量ブラックホール（BH）へと遷移する過程の検出は、高赤方偏移における優れた情報源となり、BHの種形成および成長モデルの検証を容易にします。^[7]^[8]^[9] 超大質量BHの形成に関する未解決の疑問の一つは、それらが恒星質量ブラックホールから発生するのか、大質量星の死の残骸から発生するのか、あるいは、より重い初期種を形成するメカニズムが存在するのかということです。UHZ1のデータは、2億年以上にわたりエディントン限界を超える継続的な成長、あるいは巨大な種形成が必要であることを示しています。収集されたデータは播種メカニズムの手がかりを提供し、それを裏付けます。^[8]

UHZ1は最初のOBG候補として有望

UHZ1で検出されたチャンドラX線源はコンプトン厚である。^[a]ボロメータ光度はL _bol ~ 5 × 10である。⁴⁵ erg s × 10⁻¹、これは推定BH質量約4 × 10⁷ M⊙。^[7]^[8]^[9]

UHZ1とそのクエーサーから収集されたデータは、過大質量（または特大）ブラックホール銀河（OBG）として知られる、特異なクラスの突発的高赤方偏移天体に関する天文学者によるこれまでの理論的予測と一致しています。OBGは、ガス雲の直接的な崩壊によって形成されたと考えられる、初期の重いブラックホールの種です。UHZ1の多波長特性と理論モデルテンプレートの予測が一致していることから、一部の天文学者はUHZ1が最初に検出されたOBG候補であると考えています。^[7]^[8]^[9]

脚注

^ クエーサーのX線放射は、降着円盤を取り囲むコロナと呼ばれる高温のガス大気から放射されます。X線光子が高速でコロナから放出される際、コロナを取り囲む中性水素と塵のトーラスに吸収される可能性があります。X線光子の大部分が吸収される場合、この現象は「コンプトン厚」と呼ばれます。

参考文献

^ 「APOD: 2023年11月10日 - UHZ1: 遠方の銀河とブラックホール」apod.nasa.gov . 2023年11月10日閲覧。
^ ab Whalen, Daniel J.; Latif, Muhammad A.; Mezcua, Mar (2023-10-01). 「UHZ1におけるaz = 10.1 ブラックホールからの電波放射」. The Astrophysical Journal . 956 (2): 133. arXiv : 2308.03837 . Bibcode :2023ApJ...956..133W. doi : 10.3847/1538-4357/acf92c . ISSN 0004-637X.
^ Bogdan; et al. (2023年11月6日)、「az≈10 X線クエーサーによる初期超大質量ブラックホールの重種起源の証拠」、Nature Astronomy、8 : 126–133、arXiv : 2305.15458、doi :10.1038/s41550-023-02111-9
^ アシュリー・ストリックランド (2023年11月7日). 「望遠鏡、ビッグバン後に形成された最古かつ最遠方のブラックホールを発見」CNN.
^ UHZ1アルバム、チャンドラ天文台、スミソニアン研究所、2023年11月7日アクセス
^ Cosmin Ilie、Katherine Freese、Andreea Petric、Jillian Paulin（2023年12月21日）、UHZ1と他の3つの最も遠いクエーサーの観測：超大質量暗黒星の可能性のある証拠、arXiv：2312.13837 {{citation}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ abcd Natarajan, Priyamvada; Pacucci, Fabio; Ricarte, Angelo; Bogdan, Akos; Goulding, Andy D.; Cappelluti, Nico (2024). 「過質量ブラックホール銀河UHZ1の初検出：直接崩壊による重ブラックホールシード形成の証拠」. The Astrophysical Journal . 960 (1): L1. arXiv : 2308.02654 . Bibcode :2024ApJ...960L...1N. doi : 10.3847/2041-8213/ad0e76 .
^ abcd Goulding, Andy D.; Greene, Jenny E.; Setton, David J.; Labbe, Ivo; Bezanson, Rachel; Miller, Tim B.; Atek, Hakim; Bogdán, Ákos; Brammer, Gabriel; Chemerynska, Iryna; Cutler, Sam E.; Dayal, Pratika; Fudamoto, Yoshinobu; Fujimoto, Seiji; Furtak, Lukas J. (2023-09-01). 「UNCOVER: JWST/NIRSpec分光赤方偏移による最初の巨大ブラックホールの成長：z = 10.1におけるX線高輝度AGNの確認」『アストロフィジカル・ジャーナル』955 (1): L24. arXiv : 2308.02750 . Bibcode :2023ApJ...955L..24G. doi : 10.3847/2041-8213/acf7c5 . ISSN 0004-637X.
^ abc Overbye, Dennis (2023年12月24日). 「薄い空気からブラックホールを作り出す方法 - ブラックホールは死んだ星の崩壊によって発生すると考えられていた。しかし、ウェッブ望遠鏡が捉えた初期宇宙の画像は、別の経路を示唆している」ニューヨーク・タイムズ. 2023年12月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2023年12月26日閲覧。

外部リンク

動画（2:52）：UHZ1における過大ブラックホール銀河（OBG）の発見の可能性（YouTube ）

記録
先行 QSO J0313-1806	最も遠い既知のクエーサー 2023年 –	後継者 —

[10] クエーサーのX線放射は、降着円盤を取り囲むコロナと呼ばれる高温のガス大気から放射されます。X線光子が高速でコロナから放出される際、コロナを取り囲む中性水素と塵のトーラスに吸収される可能性があります。X線光子の大部分が吸収される場合、この現象は「コンプトン厚」と呼ばれます。

[1] 「APOD: 2023年11月10日 - UHZ1: 遠方の銀河とブラックホール」apod.nasa.gov . 2023年11月10日閲覧。

[:0-2] Whalen, Daniel J.; Latif, Muhammad A.; Mezcua, Mar (2023-10-01). 「UHZ1におけるaz = 10.1 ブラックホールからの電波放射」. The Astrophysical Journal . 956 (2): 133. arXiv : 2308.03837 . Bibcode :2023ApJ...956..133W. doi : 10.3847/1538-4357/acf92c . ISSN 0004-637X.

[3] Bogdan; et al. (2023年11月6日)、「az≈10 X線クエーサーによる初期超大質量ブラックホールの重種起源の証拠」、Nature Astronomy、8 : 126–133、arXiv : 2305.15458、doi :10.1038/s41550-023-02111-9

[4] アシュリー・ストリックランド (2023年11月7日). 「望遠鏡、ビッグバン後に形成された最古かつ最遠方のブラックホールを発見」CNN.

[5] UHZ1アルバム、チャンドラ天文台、スミソニアン研究所、2023年11月7日アクセス

[2312.13837-6] Cosmin Ilie、Katherine Freese、Andreea Petric、Jillian Paulin（2023年12月21日）、UHZ1と他の3つの最も遠いクエーサーの観測：超大質量暗黒星の可能性のある証拠、arXiv：2312.13837 {{citation}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[:1-7] Natarajan, Priyamvada; Pacucci, Fabio; Ricarte, Angelo; Bogdan, Akos; Goulding, Andy D.; Cappelluti, Nico (2024). 「過質量ブラックホール銀河UHZ1の初検出：直接崩壊による重ブラックホールシード形成の証拠」. The Astrophysical Journal . 960 (1): L1. arXiv : 2308.02654 . Bibcode :2024ApJ...960L...1N. doi : 10.3847/2041-8213/ad0e76 .

[:2-8] Goulding, Andy D.; Greene, Jenny E.; Setton, David J.; Labbe, Ivo; Bezanson, Rachel; Miller, Tim B.; Atek, Hakim; Bogdán, Ákos; Brammer, Gabriel; Chemerynska, Iryna; Cutler, Sam E.; Dayal, Pratika; Fudamoto, Yoshinobu; Fujimoto, Seiji; Furtak, Lukas J. (2023-09-01). 「UNCOVER: JWST/NIRSpec分光赤方偏移による最初の巨大ブラックホールの成長：z = 10.1におけるX線高輝度AGNの確認」『アストロフィジカル・ジャーナル』955 (1): L24. arXiv : 2308.02750 . Bibcode :2023ApJ...955L..24G. doi : 10.3847/2041-8213/acf7c5 . ISSN 0004-637X.

[NYT-20231224-9] Overbye, Dennis (2023年12月24日). 「薄い空気からブラックホールを作り出す方法 - ブラックホールは死んだ星の崩壊によって発生すると考えられていた。しかし、ウェッブ望遠鏡が捉えた初期宇宙の画像は、別の経路を示唆している」ニューヨーク・タイムズ. 2023年12月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2023年12月26日閲覧。