超巨大ブラックホール（SuperMassive Black Hole：ＳＭＢＨ）は多くの銀河の中心に存在する、太陽質量の１００万倍〜１００億倍もの質量を持つブラックホール（以下ＢＨ）です。２０１９年４月にはおとめ座銀河団の楕円銀河M８７の中心にあるＳＭＢＨの直接撮像が発表されて話題になりましたね [1]。
宇宙開闢から１０億年後までの宇宙にも、ＳＭＢＨが複数見つかっています。２０１１年にMortlock氏らは、赤方偏移７．１、宇宙年齢が約８億年の遠方宇宙 [2] で見つかったクェーサーのスペクトルを解析し、２０億太陽質量のＢＨが存在することを示しました [3]。２０１５年にはWu氏らが赤方偏移６．３に１２０億太陽質量のＢＨの観測結果を、２０１８年にはBañados氏らが赤方偏移７．５に８億太陽質量のＢＨの観測結果を発表しています [4, 5]。
宇宙物理学の理論では、このようなＳＭＢＨが１０億年未満でいかに形成されたかが大問題となっています。この問題について説明するため、より小さな「種」ＢＨが周りのガス[6] を取り込んで成長しＳＭＢＨが形成される過程を考えましょう [7]。ガスがＢＨに降着する際、ガスの重力エネルギーの一部が輻射に転換されるのですが、この輻射がガスを電離して外に押し出し、さらなるガス降着を妨げてしまいます。この降着抑制機構を輻射フィードバックと呼びます。種ＢＨが小さく、さらに輻射フィードバックが効く場合、１０億年程度ではＢＨがＳＭＢＨに成長するまでの時間が足りず問題となるのです。
（建設中）
[1] 『史上初、ブラックホールの撮影に成功 ― 地球サイズの電波望遠鏡で、楕円銀河M87に潜む巨大ブラックホールに迫る』 国立天文台
[2] 光の速度が約３０万キロメートル毎秒と有限であるために、遠い宇宙を見るほど若い宇宙を見ることになります。例えば、Mortlock氏らが観測したクェーサーULAS 1120+0641は、地球から約１３０億光年ほどの距離にあるため、１３０億年前の姿が観測されます。
[3] Mortlock et al. (2011), "A luminous quasar at a redshift of z = 7.085", Nature 474, 616
[6] 宇宙初期でのガスの組成は、重量比で水素が約７５％、ヘリウム４が約２５％です。また少量の重水素、ヘリウム３、リチウム７も存在します。詳細は『人類の住む宇宙（シリーズ現代の天文学）』第二版、１１９ページやCyburt et al., Rev. Mod. Phys., 88, 015004 （2016）を参照。
[7] 実際にはＢＨはＢＨ同士の合体によっても成長すると考えられています。