ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）が宇宙のはるか遠くを観測すると、ときどき「小さな赤い点」のように見える不思議な天体が見つかります。
その名も、リトル・レッド・ドット（Little Red Dot、LRD）。
宇宙誕生から10億年もたっていない時代に多数見つかっていますが、その正体はまだ完全には分かっていません。
国立天文台や千葉大学などが参加する国際研究チームは2026年9月17日、天文学専用スーパーコンピュータ「アテルイIII」を使い、巨大なブラックホールが宇宙初期に誕生し、急速に成長してLRDのように見えるまでの過程をシミュレーションで再現したと発表しました。
研究成果は9月16日付で科学誌『Nature』に掲載されています。
では、「小さな赤い点」とブラックホールには、どのような関係があるのでしょうか。
リトル・レッド・ドットって何？
リトル・レッド・ドットは、JWSTによる宇宙初期の観測で多数見つかった、小さく赤く見える天体です。
名前もその見た目から付けられています。
ただし、本当に小さな赤い球が宇宙に浮かんでいるわけではありません。
非常に遠くにあるコンパクトな天体から届く光をJWSTで観測すると、赤い小さな点のように見えるのです。
LRDの正体については現在も研究が続いていますが、有力な考えの一つが、大量のガスを取り込みながら成長しているブラックホールです。
実際、LRDの一部では、ブラックホール周辺の高速なガスと関係すると考えられる、幅の広い水素の輝線が観測されています。
しかし、ここで大きな問題があります。
ブラックホールと解釈すると「重すぎる」という謎
現在の宇宙では、大きな銀河ほど中心にある超大質量ブラックホールも重いという関係が知られています。
ブラックホールの基本的な仕組みや、大きさ種類などに関しては、「ブラックホールとは？ 基本的な仕組みをやさしく解説」、「ブラックホールの種類とは？恒星質量・中間質量・超大質量の違いを解説」で詳しく紹介しています。
銀河とブラックホールは、長い時間をかけて一緒に成長してきたと考えられているからです。
ところがLRDをブラックホールとして解釈すると、周囲の銀河にある星の量に比べて、ブラックホールだけが異常に重いことになります。
しかも、LRDが存在するのは宇宙が誕生してからまだ数億年ほどしかたっていない時代です。
小さなブラックホールから成長を始めたとすると、それほど短い時間で数千万、数億太陽質量まで大きくなるのは簡単ではありません。
そこで注目されているのが、最初からかなり重い「種ブラックホール」が生まれる可能性です。
最初から重い「種ブラックホール」はどう生まれた？
種ブラックホールとは、将来巨大なブラックホールへ成長していく出発点となるブラックホールです。
今回の研究チームは、宇宙初期の特殊な環境で、この重い種ブラックホールが自然に作られるのかを調べました。
この問題をコンピュータで再現するのは簡単ではありません。
ブラックホールが生まれる環境を理解するには、銀河が集まる数億光年規模の宇宙から、星やガス雲が存在する数光年規模まで、非常に異なる大きさを同時に考える必要があるからです。
そこで研究チームは、「ズームイン・シミュレーション」と呼ばれる方法を使いました。
まず大規模な模擬宇宙から、銀河が密集してブラックホールが生まれやすそうな場所を探します。
そして、その場所だけを国立天文台のスーパーコンピュータ「アテルイIII」で詳しく計算し直しました。
さらに、重力やガスの動きだけでなく、星やブラックホールから出る光がガスの温度や化学反応に与える影響まで計算しています。
これまでの計算では、最初からブラックホールが存在すると仮定し、その後の成長を追う方法も使われてきました。
今回の研究では、ブラックホールを最初から置かず、ガス雲から巨大な星が生まれ、それがブラックホールになり、さらに成長するところまで追跡したことが大きな特徴です。
強い紫外線が「重い種」を生む環境をつくる
シミュレーションでは、銀河が密集する「原始銀河団」の中で興味深いことが起こりました。
近くにある明るい銀河から強い紫外線が届くと、ガス雲が冷えにくくなり、普通の星が次々と生まれるのを抑えます。
その一方で、ガス雲を取り囲む暗黒物質の集まりは成長を続けます。
その重力によって大量のガスが一か所へ集まり、やがて一気に収縮しました。
すると、通常とは比べものにならないほど巨大な星が形成されます。
シミュレーションで生まれた超大質量星は、最も重いものでは太陽の約50万～90万倍に達しました。
そして進化の末、太陽の約100万倍の質量を持つ重い種ブラックホールが自然に形成されました。
約3000万太陽質量まで急成長
重い種ブラックホールができたあと、その周囲には高密度のガス円盤が形成され、大量のガスがブラックホールへ流れ込みました。
一時的には「超エディントン降着」と呼ばれる、非常に激しいガス流入も起こっています。
通常、ブラックホールへ大量のガスが落ち込むと強い光が発生し、その光の圧力が新しいガスを押し返すため、成長速度には限界があると考えられます。
超エディントン降着では、その通常の限界を超えるような勢いでガスが流れ込み、ブラックホールを急速に成長させます。
今回のシミュレーションでは、重い種ブラックホールが宇宙誕生から約6億年後には太陽の約3000万倍まで成長しました。
一方、小さく生まれた種ブラックホールは十分なガスを集められず、ほとんど成長しませんでした。
つまり、どのブラックホールでも急成長できるわけではありません。
最初から重く生まれ、さらに大量のガスを得られる特殊な環境が重要だったのです。
なぜブラックホールが「赤い点」に見えるの？
今回の研究でもう一つ重要なのが、できあがったブラックホールがLRDの特徴まで再現したことです。
誕生したばかりのブラックホールの周囲には、濃く厚いガスの円盤がありました。
ブラックホール周辺から出た光は、このガスの中で何度も吸収・散乱されてから外へ出てきます。
すると、外から見た光は赤みが強くなります。
さらに水素から出る光も電子によって散乱され、LRDで観測されているような幅の広い輝線が生まれました。
つまり今回のシミュレーションでは、
重い種ブラックホールが生まれる
→ 大量のガスを吸収して急成長する
→ 濃いガスに包まれる
→ LRDのような「小さな赤い点」として観測される
という流れが、ひと続きの物理過程として現れたのです。
「LRDの正体がブラックホール」と確定したわけではない
ここは注意が必要です。
今回の研究は、実際のLRDを一つずつ観測して、その中心にブラックホールがあることをすべて確認した研究ではありません。
宇宙初期の条件をシミュレーションすると、重いブラックホールが自然に生まれて急成長し、その見え方もLRDの特徴と一致したという成果です。
LRDについては現在もさまざまな観測やモデルの研究が進んでいます。
2026年5月には、LRD内部のブラックホール質量を力学的に直接測定した研究が『Nature』に掲載されました。
さらに6月には、LRDから通常の活動銀河核やクエーサーへ移り変わる途中とみられる天体も『Nature Astronomy』で報告されています。
こうした観測結果も、LRDと成長中のブラックホールとの関係を調べる重要な手掛かりになっています。
ただし、すべてのLRDを今回のシナリオだけで説明できると確定したわけではありません。
次は「どれだけのLRDを説明できるか」
研究チームも、次の課題としてJWSTが観測しているさまざまなLRDとの比較を挙げています。
実際に見つかっているLRDのうち、どれくらいが今回の仕組みで説明できるのでしょうか。
さらに、その後ブラックホールが成長を続け、非常に明るい「クエーサー」や、現在の銀河中心にある超大質量ブラックホールへつながっていくのかも重要です。
私たちの天の川銀河の中心にも、「いて座A*」と呼ばれる超大質量ブラックホールがあります。サイト内では、「いて座A*（エースター）とは？」で詳しく紹介しています。
今回の計算では約3000万太陽質量までの成長が再現されました。
さらに10億太陽質量を超えるようなブラックホールまで育つ過程を調べるには、ジェットや円盤風、長期間のガス供給なども取り入れた計算が必要になります。
「小さな赤い点」が巨大ブラックホールの幼い姿かもしれない
JWSTが見つけた「小さな赤い点」。
その一部は、宇宙初期に生まれた巨大ブラックホールが、濃いガスに包まれながら急成長している姿なのかもしれません。
今回の研究では、ブラックホールの存在を最初から仮定するのではなく、宇宙の大規模構造からガス雲、超大質量星、種ブラックホール、そして急成長までをつなげて再現しました。
さらに、そのブラックホールがLRDのような赤い光や幅広い水素の光を作ることも示されています。
宇宙誕生からわずか数億年で、なぜ巨大なブラックホールが存在できたのか。
JWSTによる観測とスーパーコンピュータによるシミュレーションを組み合わせることで、その謎を解く手掛かりが少しずつ見えてきています。
情報源・参考資料
- 国立天文台「謎の『小さく赤い点』の正体に迫る―ガスに包まれたブラックホールの急成長を再現―」
- 国立天文台 天文シミュレーションプロジェクト「謎の『小さく赤い点』の正体に迫る―ガスに包まれたブラックホールの急成長を再現―」
- Chon et al., Nature (2026), “Overmassive black holes and little red dots naturally form in simulations”
- Juodžbalis et al., Nature (2026), “A direct black-hole mass measurement in a little red dot at high redshift”
- Fu et al., Nature Astronomy (2026), “The discovery of two little red dots in transition into quasars”
