重力波でとらえたブラックホールの合体を詳しく調べたところ、太陽の約10倍の重さのブラックホールが飛び抜けて多いことが分かりました。米カリフォルニア工科大学のカテリーナ・チャツィイオアヌ教授らのチームは、これらが「失敗した超新星」、つまり爆発せずに静かにつぶれた星から生まれた可能性があるとする研究を、物理学の専門誌「フィジカル・レビューD」に発表しました。
とても重い星は、一生の最後に超新星爆発を起こし、物質の大半を宇宙にまき散らして、中心にブラックホールなどを残すことが多いとされます。一方で、爆発に失敗し、明るく輝くことなく、そのままブラックホールになる星もあると考えられてきました。こうした星は爆発を起こさずに姿を消し、あとには暗い空が残るだけなので、観測で調べるのが難しい存在です。なお、星の最期をめぐっては、超新星のような爆発を繰り返しても生き延びる巨大な星の話題も最近取り上げました。
チームが使ったのは、米国のLIGO、欧州のVirgo、日本のKAGRAという重力波望遠鏡の観測網が、過去10年間に検出したブラックホールの合体257件のデータです。重力波とは、重い天体が動くことで生じる時空のさざ波のことです。合体したブラックホールの重さの分布を調べると、太陽の10倍のところに鋭い山があり、全体の4分の3を占めていました。さらに、太陽の12〜16倍の重さのブラックホールがはっきりと少ないことも、今回初めて示されました。
自転の速さにも特徴がありました。太陽の約10倍の重さのブラックホールは、全体と比べて、自転の速さが狭い範囲にまとまっていたのです。重さと自転の両方でほかと区別できることから、チームは、このグループが共通の生まれ方をした別の集団だと考えています。筆頭著者のアイザック・レグレッド氏(現イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校)は、太陽の10倍のブラックホールはひっきりなしに合体しているのに、14倍のものはまれだと指摘し、10倍のブラックホールを大量に作る特別な仕組みが星の内部にあることを示していると述べています。
ただし、今回の研究は「失敗した超新星」の直接の証拠を見つけたわけではありません。示されたのは、観測結果が、そうした集団があるとする理論の予測とよく合うということです。レグレッド氏も、連星のブラックホールの多くが特別な種類の失敗した超新星から生まれたという見方とデータは矛盾しないものの、さらに研究が必要だとしています。
出典: Phys.org(カリフォルニア工科大学)「Gravitational waves hint at black holes born from failed supernovae」(2026年11月10日)