隠れたニュートリノ源としての宇宙最遠方の赤い極小銀河―初期宇宙の新天体に着目―

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 久世陸 基礎物理学研究所特定研究員(湯川特別研究員)、井岡邦仁 同教授、村瀬孔大 同特任教授(兼:米国ペンシルベニア州立大学(Pennsylvania State University)教授)、木村成生 東北大学准教授、稲吉恒平 中国・北京大学准教授らの国際共同研究グループは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡により近年発見された高赤方偏移天体、リトル・レッド・ドット(Little Red Dot: LRD)が、宇宙を満たす高エネルギーニュートリノの起源の一部となりうることを理論的に示しました。

 高エネルギーのニュートリノは宇宙から地球へ届いていますが、その起源は未解明です。リトル・レッド・ドットは、最近報告された高赤方偏移宇宙に存在する小さく赤い銀河で、中心に成長中の巨大ブラックホールを持つ可能性があります。本研究では、このブラックホールが高密度のガス外層に包まれている場合、X線やガンマ線などの光は外へ出にくい一方で、ニュートリノは宇宙空間へ抜け出せることに着目しました。研究グループは、中心ブラックホールから噴出するジェットやアウトフローがガス外層の内部に埋もれ、その中で高エネルギー粒子が加速され、周囲の光との相互作用でニュートリノが生成される状況を考えました。解析的な見積もりと数値計算により、リトル・レッド・ドットがガンマ線では見えにくい「隠れたニュートリノ源」として、宇宙から届く高エネルギーニュートリノの一部を担いうることを示しました。

 本成果は、高赤方偏移宇宙の新しい天体種族が、高エネルギーニュートリノの起源候補になりうることを示すものです。

 本研究成果は、2026年4月28日に、国際学術誌「Physical Review D」にオンライン掲載されました。

画像
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リトル・レッド・ドットの中心には、厚いガス外層に包まれたブラックホールが存在する可能性がある。この環境では、中心付近で生じた光はガス中で吸収・散乱されて埋もれる一方、ニュートリノは物質とほとんど反応せず外へ抜け出せる。リトル・レッド・ドットが数多く存在すれば、宇宙から届く高エネルギーニュートリノの一部を担っている可能性がある。作図:久世陸(基礎物理学研究所)

研究者のコメント

「リトル・レッド・ドットは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によって初めて見えた初期宇宙の新しい天体です。本研究では、それらが高エネルギーのニュートリノを放射している可能性に着目しました。個々の天体をニュートリノで直接見ることは難しくても、宇宙に多数存在することで、観測されている高エネルギーニュートリノの一部を担いうることを示した点に大きな意義があると考えています。」(久世陸)

研究者情報
研究者名
久世 陸
研究者名
村瀬 孔大
書誌情報

【DOI】
https://doi.org/10.1103/vbfz-ncxd

【書誌情報】
Riku Kuze, Kunihito Ioka, Kohta Murase, Shigeo S. Kimura, Kohei Inayoshi (2026). Little red dots as hidden neutrino sources. Physical Review D, 113, 8, 083048.