宇宙の歴史から始めましょう（非常に簡単なものです）。ビッグバンの後、宇宙は本質的に粒子の熱いスープでした。物事は冷え始め、最終的に水素原子を形成し始めました。ある時点で、宇宙は中立で透明になりましたが、水素の雲が非常にゆっくりと崩壊したため、光源がありませんでした。それは、適切に暗黒時代と呼ばれる完全で完全な普遍的な暗闇の期間でした.
有名な暗黒物質は、後に宇宙で最初の光源となった構造をゆっくりと形成し始めました。これらの発生源の出現は、ビッグバンから約 5 億年後の再イオン化の時代 (EoR) に発生しました。現在、天文学者は、この時期からそう長くは経っていないことを発見しました.
中国、米国、チリの天文学者は、宇宙初期の巨大な銀河原始銀河団 (初期宇宙からの数十の銀河が密集して成長したシステム) を発見しました。 LAGER-z7OD1 クラスターと呼ばれるこの星団は、宇宙がまだ赤ちゃんだった時代、つまり歴史の早い段階でわずか 7 億 7000 万歳の時代にさかのぼります。これらのオブジェクトは、天文学者が EoR を調査できるようにする重要なツールです。
これらの天体の検出に取り組んだグループは、再電離時代のライマン アルファ銀河 (LAGER) と呼ばれています。ライマン アルファ銀河は、中性水素から放射線を放出する非常に遠い天体であり、非常に古い銀河団を見つけるための構成要素です。
LAGER は主に、チリのアンデスにあるセロ トロロ インターアメリカン 天文台 (CTIO) の 4 m ブランコ望遠鏡のダーク エネルギー カメラ (DECam) を使用しました。彼らは、それが 6.9 の赤方偏移を持つ星系であることを発見しました。これが興味深い理由です。
赤方偏移は、何かが宇宙でどのように動いているかの尺度です。物体が私たちから遠ざかる場合、波長が長くなります。これは正の赤方偏移を意味し、波長が赤方向に歪むことを意味します。物体が私たちに向かって移動する場合、波長が短くなり、負の方向に偏ることを意味します。赤方偏移、および青に偏った波長。赤方偏移が大きいほど、私たちから離れています。
銀河団には 21 個の銀河があり、距離を推定したい場合、体積はおそらく 51,480 Mpc³ (1 Mpc はほぼ 300 万光年) であり、太陽の約 3,700,000 億倍の質量があります。さらに、サブクラスターが結合してより大きな構造を形成することを意味する細長い形状をしています。
基本的には私たちから何兆マイルも離れていますが、天文学者にとっては何兆マイルも十分ではありません。ただし、この場合は概算が必要です。
問題は、宇宙の膨張速度が正確にわからないため、物事の正確な距離がわからないことです。ハッブル宇宙望遠鏡コラボレーションが検出した最も遠い天体は、赤方偏移 11.09 の GN-z11 と呼ばれる銀河です。チリに本拠を置く別の天文台であるアタカマ大型ミリ波サブミリ波配列 (ALMA) の助けを借りて最近発見された最も遠いクエーサーでも、7.642 の赤方偏移が見つかりました。
Plack Collaboration は、EoR がおそらく z=7.67 で始まったと推定しました。この推定では、サングラスで光を偏光するのと同じようにコミック マイクロ波背景光子の偏光を使用しますが、感度レベルが非常に高いため、それを検出する機器は絶対零度に近い温度でなければなりません。別の重要な結論は、この期間に形成されたクエーサーの検索から得られました。通常、それに関する多くの論文は、EoR の終わりが z=6 あたりであると結論付けています。
ライマン アルファ銀河とクエーサーは、EoR を理解するための主要な発見です。私たちが現在持っているクエーサーの最良のサンプルには、50 個のクエーサーしかなく、宇宙全体の EoR を表すにはあまり多くありません。 LAGER-z7OD1 は、絶対的な確実性が得られるまで、プロセスの途中で形成された可能性のあるクラスターの例です。このような観測をさらに行う必要があります。
この研究は Nature Astronomy に掲載されました。
