天の川銀河の片隅に、星が約1000万個も球状に詰まった星の大集団がある。その中心のあたりで、7つの星が「本来なら振り切って飛び去るはずの速さ」で動いているのに、なぜか外へ逃げていかない。
何かが、目に見えない強い力で、それらの星を引き止めている。
その正体を測ってみたら、太陽を少なくとも8,200個ぶんかき集めた重さの、光を出さない天体だった。
逃げ出すはずの星が、逃げていかない
舞台はオメガ・ケンタウリという星団だ。地球から約1万7700光年、天の川銀河で最大級の球状星団（星が球状にびっしり集まった、とても古い星の集団）にあたる。約1000万個の星が、互いの重力でひとかたまりになっている。
2024年、マックス・プランク天文学研究所（ドイツ、以下MPIA）のマクシミリアン・ヘーベルレさんらの研究チームが、科学誌 Nature に一本の論文を発表した（2024年7月10日）。この星団の中心付近で、異様に速く動く7つの星を見つけた、という内容だ。
どれくらい速いのか。研究チームによれば、この7つは星団の「脱出速度」を超えて動いているという。脱出速度とは、その天体の重力を振り切って二度と戻ってこられなくなる、境目の速さのことだ。
つまり本来なら、これらの星は星団から飛び出して、暗い宇宙へ去っていくはずだった。
なのに、飛んでいかない。中心のあたりに、しつこく居座っている。だとすれば答えはひとつしかない。何か途方もなく重いものが、そこに潜んでいて、逃げようとする星を力ずくで引き戻しているのだ。ただし、その「何か」は、どんなに望遠鏡を向けても光としては写らない。
見えないものの重さを、周りの動きから測る
見えないものを、どうやって「ある」と言い切れるのか。ここが、この話のいちばん面白いところだ。
カギは、星そのものではなく星の「動き」にある。糸の先にボールをつけてぐるぐる振り回す場面を思い浮かべてほしい。速く回すほど、手はより強くボールを引き寄せていないと、糸がすっぽ抜けてボールは飛んでいく。
これを逆から読むと、こうなる。飛んでいかずに速く回り続けている物があれば、それだけ強い力で中心へ引かれている証拠だ、と。
星と重力でも、まったく同じことが起きる。ある天体の周りを星が速く回っているほど、中心には強い重力、つまり大きな質量がなければつじつまが合わない。天文学者はこの関係を使って、直接は見えない銀河や星団の中心の重さを、昔から逆算してきた。
だから研究チームがやったのは、原理としてはシンプルだ。中心付近の星たちがどれだけの速さで動いているかを測り、「この動きを説明するには、中心にどれくらいの重さが要るか」を計算する。すると、光っていない重い天体の存在が、数字として浮かび上がってくる。
太陽8,200個分、それでも銀河中心の数百分の一
では、その計算が弾き出した重さはどれくらいだったのか。
研究チームは、この見えない天体を「少なくとも太陽の8,200倍の質量を持つ」と結論づけた。太陽そのものが地球の約33万倍の重さだから、そのさらに8,200倍。日常のどんな物差しでも、もう測りようがない重さだ。
ここで、ブラックホールの「体重別階級」を思い出しておきたい。これまでよく知られてきたブラックホールは、大きく2種類あった。
ひとつは、大きな星が一生の最後に潰れてできる「恒星質量ブラックホール」。太陽の数倍から数十倍ほどの重さで、宇宙にはたくさんある。もうひとつは、銀河の中心にどっしり座る「超大質量ブラックホール」。天の川銀河の中心にあるいて座A*（エースター）で、太陽の約400万倍。大きな銀河になると数十億倍にもなる。
問題は、その真ん中だ。
太陽の100倍から10万倍ほどの「中間質量ブラックホール」は、理屈の上では存在してよいはずなのに、確たる例がなかなか見つからずにいた。太陽8,200倍という今回の数字は、まさにこのぽっかり空いた真ん中に、きれいに収まる。
ずっと「行方不明」だった、中くらいのブラックホール
白状すると、この「真ん中がいない」問題を、私は長いこと軽く見ていた。小さいのも大きいのもあるなら、中くらいも当然ごろごろしているだろう、と。
ところが、そう簡単ではなかった。
そもそもブラックホールは光を出さないので、見つけるには「周りに何かをさせて、その痕跡を捉える」しかない。恒星質量ブラックホールなら、相方の星からガスを奪って強いX線を放ったり、別のブラックホールと合体して重力波（時空のさざ波）を出したりして、居場所を教えてくれる。超大質量のほうは、周囲の大量のガスを飲み込むときに銀河の中心を派手に輝かせる。
ところが中間サイズは、そのどちらの派手さも持ちにくい。周りを激しく輝かせるほど大食いではないし、恒星質量ほど頻繁に合体もしない。いわば、宇宙のなかで妙に物静かな存在なのだ。
しかも、有力な隠れ場所とされてきたのが、まさに球状星団の中心だった。星がぎゅうぎゅうに密集した、いちばん見通しの悪い場所である。そこに静かなブラックホールがいても、無数の星明かりに紛れて、これまで決め手を欠いていた。
見つからなかったのは、いなかったからではなく、あぶり出す手立てが足りなかったから――今回の発見は、そう言っているように思える。
20年分の古い写真を、掘り返す
では、その物静かな天体を、研究チームはどうやって捕まえたのか。
新しい望遠鏡で撮り直したわけではない。彼らが使ったのは、ハッブル宇宙望遠鏡がオメガ・ケンタウリを撮りためてきた、過去のデータだった。その数、500枚を超える画像。期間にして、およそ20年分にわたる。
星団のなかの星は、少しずつ位置を変えている。ただ、あまりに遠いので、1年や2年ではほとんど動いて見えない。ここで効いてくるのが、20年という時間の長さだ。長い年月をあいだに挟むほど、星がわずかにずれた分がはっきり読み取れる。
このやり方で、研究チームは140万個もの星の動きを丹念に測り、ひとつの星団としては過去最大級の運動カタログを作り上げた。そのなかから、中心付近を猛スピードで動く7つの星が、静かに浮かび上がってきたというわけだ。
ここで少し想像してみてほしい。もしあなたが、そのオメガ・ケンタウリの中心に立てたら。夜空はもう「点々と星が散らばる」なんてものではない。空一面が、太陽のような星でびっしり埋め尽くされ、地球の夜より何百倍も明るいはずだ。その光の海のただ中で、見えない重い一点が、周りの星をぐるぐる従えている。
昔の望遠鏡が残した記録を、20年後に別の視点で読み返す。天文学には、こういう「時間を味方につける」仕事があるのだと、この発見はあらためて教えてくれる。
「中くらい」が実在すると、何が嬉しいのか
最後に、この一件がなぜ大事なのかにふれておきたい。
いちばんの焦点は、「銀河の中心にいる超大質量ブラックホールは、そもそもどうやってあんなに重くなったのか」という大きな謎だ。いきなり太陽の数百万倍で生まれたとは考えにくい。もっと小さな種から、少しずつ育ったと考えるほうが自然だろう。
その途中段階こそ、中間質量ブラックホールにほかならない。もし中くらいのものが確かに存在するなら、それは「小さいブラックホールが育って、やがて銀河の中心の巨大なものになる」という道筋をつなぐ、ミッシングリンクになりうる。研究チームは、オメガ・ケンタウリのこの天体を、そうした成長を探るまたとない実験台と位置づけている。
私たちが今この瞬間に見ているオメガ・ケンタウリ中心部の光は、1万7700年かけて地球に届いたものだ。まだ人類が氷河期を生きていた頃、あの中心を出発した光である。
その古い光のなかに、逃げ出すはずの星をつかんで離さない、見えない一点が隠れていた。そしてそれを暴いたのは、20年前の写真の片隅に写っていた、ほんのわずかな星の動きだった。
