フロンティア「ブラックホール～誕生と成長の謎～」アンドロメダで消えた星と誕生の仕組みを解説｜11/17 21:50

登録：2026.11.16
更新：2026.11.15

2026年11月17日（火）21時50分からNHK BSP4Kで放送される「フロンティアブラックホール～誕生と成長の謎～」は、ブラックホールがどのように生まれ、銀河の中心にある巨大な存在へどう成長するのかを追う番組です。

番組情報では、アンドロメダ銀河で観測された巨大星の消失と、銀河中心に存在する太陽質量の数十億倍にも達する超巨大ブラックホールを取り上げます。特に注目したいのは、星が超新星爆発を起こさずにブラックホールへ変わる「失敗した超新星」という形成過程です。

フロンティア「ブラックホール～誕生と成長の謎～」放送日時

項目	内容
放送日時	2026年11月17日（火）21:50～22:49
放送局	NHK BSP4K
番組名	フロンティアブラックホール～誕生と成長の謎～
主なテーマ	アンドロメダ銀河のブラックホール誕生、銀河中心の超巨大ブラックホール
番組ジャンル	ドキュメンタリー・教養

番組ガイドの紹介では、ブラックホールの正体だけでなく、誕生と成長という二つの段階に焦点を当てています。アンドロメダ銀河の観測は「恒星質量ブラックホールがどう生まれるか」、銀河中心の天体は「超巨大ブラックホールがどう大きくなったか」という別々の謎につながります。

アンドロメダ銀河で何が起きた？消えた巨大星M31-2014-DS1

今回のテーマと結びつく研究対象として知られるのが、アンドロメダ銀河にある「M31-2014-DS1」です。地球から約250万光年離れた場所にあった超巨星で、2026年2月に科学誌『Science』で、ブラックホール形成に伴って姿を消した可能性が報告されました。

観測された変化を時系列で整理

この星は、誕生時には太陽の約13倍の質量を持っていたと考えられています。その後、強い恒星風によって多くの物質を失い、寿命の終わりには太陽の約5倍ほどの質量になっていました。

2014年ごろには中間赤外線で明るさが増し、その後、2017年から2022年にかけて可視光で急激に暗くなりました。最終的には可視光でほとんど見えなくなり、通常の超新星爆発のような明るい爆発も確認されませんでした。

研究チームは、過去の赤外線観測データに加え、ハッブル宇宙望遠鏡や地上の望遠鏡による追観測を組み合わせました。残された塵の殻や弱い赤外線の光は、星が単に一時的に暗くなったのではなく、中心部が崩壊した可能性を考える材料になっています。

星はなぜ爆発せずにブラックホールになるのか

大質量星は寿命の終わりに中心核が重力で崩壊します。通常は、崩壊の際に生じるニュートリノなどが外側へ衝撃波を伝え、星の外層を吹き飛ばすことで超新星爆発が起こります。

しかし、衝撃波が外層を十分に押し出せなければ、外側の物質は宇宙空間へ飛び散らず、中心へ落ち戻ります。中心核への物質の流入が続き、星全体が暗くなりながら恒星質量ブラックホールが残ると考えられています。

このような現象が「失敗した超新星」または直接崩壊と呼ばれる過程です。

M31-2014-DS1は、爆発の光が目立たず、長い時間をかけて暗くなった点が特徴です。研究論文は、観測された減光を失敗した超新星によるブラックホール形成の証拠と解釈しています。

ただし、ブラックホールの姿をカメラで直接撮影したという意味ではありません。星の明るさの変化、残された物質、複数の波長での観測を合わせて、最も整合する説明を検討した成果です。

ブラックホール誕生の決め手は何？観測で見えた証拠

ブラックホールは光を外へ出せないため、周囲の物質や光の変化から存在を調べます。M31-2014-DS1の研究では、赤外線で明るくなった後に可視光が大幅に暗くなったこと、通常の超新星に見られる強い爆発の痕跡がないこと、消失後に塵の殻と弱い赤外線が残ったことが重要な材料になりました。

W. M. Keck Observatoryの発表によると、ケックII望遠鏡の近赤外線分光器による追観測は、対象が赤外線でも本当に暗くなったのかを調べるうえで重要でした。別の天体現象や、星自身の一時的な変光だけでは説明しにくい観測結果が、直接崩壊という解釈を強めています。

この研究の意義は、ブラックホールができる瞬間を超新星のような派手な爆発だけで探すのではなく、「星が消えていく」という静かな変化からも追える可能性を示したことです。見つけにくい現象だからこそ、過去の観測データを長期間にわたって調べることが大きな役割を果たします。

銀河中心の超巨大ブラックホールはどう成長する？

恒星の一生の終わりに生まれるブラックホールと、銀河中心に存在する超巨大ブラックホールは、質量の規模が大きく異なります。後者は太陽の数百万倍から数百億倍もの質量を持つものがあり、番組紹介でも太陽質量の数十億倍に達する天体が取り上げられています。

最初の「種」はどのように生まれたのか

超巨大ブラックホールが最初から巨大な状態で生まれたのか、小さなブラックホールが成長したのかは、まだ決着していません。候補の一つは、大質量星が寿命を迎えてできたブラックホールが、周囲のガスを取り込み、ほかのブラックホールと合体しながら大きくなる道筋です。

もう一つは、宇宙初期の巨大なガス雲が一気に収縮し、非常に重い星やブラックホールの種を作るという考え方です。国立天文台のシミュレーション研究では、重元素を少量含むガス雲でも、小さな星が中心の大きな星に衝突・合体することで、太陽の約1万倍の質量を持つ巨大星へ成長する可能性が示されました。

こうした巨大星がブラックホールの種になるというシナリオです。

生まれた後はガスや銀河の合体で大きくなる

ブラックホールは周囲のガスや塵を取り込むことで質量を増やします。物質が中心へ落ち込む途中で高温になり、降着円盤やジェットを作ると、可視光やX線、電波などで明るく観測されることがあります。

国立天文台が2026年1月に発表した研究では、約120億年前の初期宇宙に、非常に速いペースで成長している超巨大ブラックホールが見つかりました。ガスを大量に取り込みながらX線と電波でも明るく輝くという特徴があり、成長の仕組みを考えるうえで新しい手掛かりになっています。

また、国立天文台などの研究チームは、初期宇宙で互いに影響し合うクエーサーのペアを観測し、銀河同士の合体が星形成やブラックホールの成長を活発にする可能性を示しました。種ができた後も、周囲のガスの量や銀河同士の関係が成長を左右します。

恒星質量ブラックホールと超巨大ブラックホールは同じ謎ではない

アンドロメダ銀河で消えた星の研究は、太陽の数倍程度の質量を持つ恒星質量ブラックホールがどのように生まれるかを考えるものです。一方、銀河中心の超巨大ブラックホールは、太陽の数百万倍から数十億倍という桁違いの質量を持ち、種の誕生と急速な成長の両方を説明する必要があります。

二つは「ブラックホール」という同じ名前で呼ばれますが、解くべき問題は異なります。星の崩壊を観測することはブラックホールの誕生を理解する手掛かりになり、初期宇宙のクエーサーや銀河の観測は、巨大化の時間と環境を明らかにする手掛かりになります。

ニュートリノは大質量星の中心核崩壊や超新星を考えるうえで重要な存在です。宇宙から届くニュートリノの観測については、フロンティア「ニュートリノが開く深宇宙の扉」でも紹介しています。

参考にした情報

よくある質問

アンドロメダ銀河で消えた星は何という名前ですか？

M31-2014-DS1です。約250万光年離れたアンドロメダ銀河にあった超巨星で、暗くなって姿を消した現象がブラックホール形成の証拠と解釈されています。

ブラックホールは超新星爆発をしなくても誕生しますか？

はい。中心核の崩壊で生じた衝撃波が星の外層を吹き飛ばせない場合、物質が中心へ落ち戻り、星が目立った爆発を起こさずにブラックホールになる「失敗した超新星」という過程が考えられています。

銀河中心の超巨大ブラックホールの起源は解明されていますか？

まだ決着していません。巨大ガス雲の直接崩壊や大質量星から生まれた種の成長、ガスの取り込み、銀河同士の合体など、複数の仕組みが研究されています。

まとめ

11月17日放送の「フロンティア」は、アンドロメダ銀河で観測された巨大星の消失を手掛かりに、ブラックホールが生まれる過程と、銀河中心の超巨大ブラックホールが成長する謎に迫ります。

M31-2014-DS1の研究が示すのは、星が明るい超新星爆発を起こさず、中心へ崩れ落ちることでブラックホールを残す可能性です。一方、超巨大ブラックホールについては、最初の種がどう生まれ、ガスや銀河の合体を通じてどう急成長したのか、今も研究が続いています。

「星が消える瞬間」と「銀河の中心で巨大化する過程」を分けて見ることが、今回のテーマを理解するポイントです。

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