小さな赤い点（天体）

リトルレッドドット（LRD ）は、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）によって発見された、赤みを帯びた小さな天体の一種です。 ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}発見は2024年3月に発表されましたが、データ収集が限られているため、よく理解されていません。^{[ 5 ]}ビッグバン後0.6億年から1.6億年（132億年から122億年前）に存在していたと考えられ、その大部分はビッグバン後約6億年後に発見されています。^{[ 2 ] [ 6 ]} 2025年現在、JWSTによって341個のLRDが特定されています。^{[ 7 ]}

現在有力な説は、LRDは原始銀河の一種であるというものであり、^{[ 8 ]}当初の報告ではLRDは超大質量ブラックホールを含む初期活動銀河核（AGN）の一種であると特定されていた。しかし、これはLRDの年齢と外観を説明するものの、既知のAGNと同じ特徴は持っていない。例えば、LRDはX線を放出しないようで、赤外線スペクトルは急激に上昇するのではなく平坦であり、LRD間の変動も非常に小さい。^{[ 9 ]}

2025年7月、LRDは、おそらく太陽質量の100万倍にもなる超大質量非金属原始星（種族III星とも呼ばれる）であり、その寿命の最後の数千年に見られるものであるという説が提唱された。^{[ 8 ]}このような星の理論的モデルは、LRDのスペクトル特性と光度に非常によく一致しているように見え、吸収線中の他のバルマー線とともに「強くて幅広いHβ輝線」が存在すること、特にそのような星の光球がLRDに見られるV字型のバルマーブレークを引き起こすことが示された。^{[ 8 ]}さらに、著者らは、このような星が超大質量ブラックホールの祖先であり、後者の天体の初期発達も説明できると仮説を立てた。^{[ 8 ]}

他の理論としては、それらは準恒星^{[ 10 ]}、あるいはガス状の外層に囲まれたブラックホールからなる類似の天体^{[ 11 ]であるというものがある。}

LRDは、紫外線では青く、可視光スペクトルでは赤く見えるため、測光法によって最初に選ばれました。 ^{[ 5 ]} 80%は非常に幅広いバルマー輝線を持つことが判明し、活動銀河核（AGN）であり、中心に超大質量ブラックホールが存在することを示唆しています。 ^{[ 12 ]}活動銀河核は、銀河の中心にある小さな領域で、明るいジェットや風の形で大量のエネルギーを放出すると定義されています。^{[ 13 ] [ 14 ]}科学者は、超大質量ブラックホールの形成と、それがLRDの構造とダイナミクスにどのように寄与するかをよりよく理解するために、AGNの特性を研究しています。^{[ 5 ]} AGN理論によって説明されるLRDの特性の1つは、銀河自体の赤い色です。天体物理学者は、この独特の色は、AGNと超大質量ブラックホールを取り囲む大量のガス、塵、電磁エネルギーに起因すると判断しました。^{[ 15 ]}この領域は降着円盤としても知られています。

LRD内のガスは非常に速く回転しています。^{[ 2 ]}科学者たちは、ガスが回転する超大質量ブラックホールによってこのような極端な速度に加速されていると主張しています。^{[ 2 ]}ウェッブ望遠鏡を使用したチームは、「Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey」^{[ 16 ]}でLRDを対象とし、約900 km/sの高速ガス軌道を観測しました。これはブラックホール降着の強力な指標です。^{[ 6 ]}

一方、LRDはAGNシナリオでは説明しにくい特性も示します。例えば、赤外線スペクトルが平坦であり^{[ 17 ]}、X線放射はほとんど検出されていません^{[ 18 ] [ 19 ] 。また、LRDは時間変動が非常に弱いのに対し、AGNの観測では高い変動がしばしば見られます[ 20 ]}。

LRDの観測された特性を説明するために、いくつかのモデルが提案されている。^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}紫外線スペクトルの形状は、散乱したAGN光^{[ 21 ] [ 22 ]}または灰色の塵の消光法則^{[ 23 ]}によって説明できる。密度の高い塵領域内のOB星団からの多くのLRDについては、積分光が90～95%のレベルで遮蔽されたスペクトルエネルギー分布（SED）フィットをモデル化できる。^{[ 24 ]}

研究によると、LRDは低赤方偏移では一般的に存在しないことが示されている。この観測結果の考えられる理由の1つは「内側から外側への成長」である。銀河が低赤方偏移で進化し、核から外側に膨張すると、降着ブラックホールの近くに堆積するガスの量が減少します。そのため、ブラックホールは外側のガス層を放出し、より青くなり、もはやLRDとして分類されなくなります。^{[ 6 ]}

ほとんどは非常にコンパクトで、平均すると天の川銀河の半径の約2%です。^{[ 4 ]}典型的なLRDの半径は500光年以下ですが、150光年未満の半径を持つものも多くあります。^{[ 25 ]}

形態分析された 99 個の LRD のサンプルから、69 個は主にコンパクトで拡張成分がなく、残りの 30 個はより複雑な形態を示しました。これらの複雑な銀河のうち、50% は複数の関連成分を示し、残りは高度に非対称な構造を示し、複合的な性質の兆候を示しました。この分析から、LRD は銀河の相互作用と合体の産物であり、銀河とブラックホールの成長の初期段階を示唆する潜在的な証拠があるという仮説が立てられています。^{[ 26 ]}これらの疑わしい若いブラックホールは、記録されている中で最も小さいものの 10 ⁵～ 10 ⁷太陽質量です。^{[ 27 ]}

LRDの局所的な類似物がグリーンピース銀河（GP）のサンプルで発見された。 ^{[ 28 ]}これらは、静止系UVから可視光までのSEDがV字型である広輝線AGNを宿すグリーンピース銀河（BLGP）である。2,190個のサンプルから、このようなV字型BLGPが7個特定された。これらのV字型BLGPは超大質量ブラックホールを宿している。^{[ 28 ]}

RUBIES（Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey）は、Anna de GraaffとGabriel Brammerが率いるJWSTプログラムで、Ultra Deep Survey（UDS）とExtended Groth Strip（EGS）領域で約300個の「非常に赤い天体」を観測した。^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]} RUBIESプログラムに関連して行われた研究では、選択されたグループ（2 < z < 5）の天体の大部分が質量のある静止銀河であることが判明しており、これは当初の推定値の10倍である。^{[ 32 ]}また、このプログラムでは、観測されたLRDはモデルが示唆するよりもはるかに低いレベルの高温ガスと低温ガスを持っていることも判明しており、AGNや星形成銀河の可能性から遠ざかっているが、これについてはまだ議論が続いている。^{[ 33 ]}

「DESI DR1 における z<0.45 のリトル レッド ドットの新しいサンプル: 広幅バルマー線、低電離スペクトル、変動なし」という研究では、局所宇宙内の 8 つの LRD について説明しています。DESI を使用すると、赤方偏移 z <0.45 で候補が見つかり、「静止系光学における高赤方偏移 LRD に似たスペクトル特性」を示しています。^{[ 40 ]}

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• ウィキメディア・コモンズにある、小さな赤い点銀河に関連するメディア