134億年以上経過した4つの銀河が、巨大な新しい宇宙望遠鏡であるJWSTによって発見された。それらは宇宙誕生からわずか 3 億 5,000 万年後に形成され、非常に物議を醸したため、再確認する必要があることが判明しました。
「これらの銀河が実際に初期宇宙に生息していることを証明することが極めて重要でした。近い銀河が非常に遠い銀河に擬装される可能性は非常に高いです」と、新しい研究の一つの共著者であり、英国のハートフォードシャー大学の天文学者であるエマ・カーティス＝レイク氏は声明で述べた。しかし、これらの銀河の謎は深まるばかりです。
JWST は打ち上げ以来、時間の覆いを覗き込み、宇宙で最も古い銀河のいくつかを観察してきました。画像クレジット:NASA。 研究者が遠く離れたものを見ているとき、彼らは過去を振り返っていることにもなります。 1 光年離れたものを見ている場合、それは 1 年前と同じように見えます。なぜなら、光がその物体からあなたに届くまでにかかる時間がそれだけ長いからです。つまり、134 億光年離れたものを見ていると、宇宙が進化の非常に初期にどのようなものであったかがわかることになります。
4 つの古代銀河の年齢は、ビッグバン後 4 億 6,000 万年後から 3 億 2,500 万年後までの範囲にあります。それらは比較的小さく、太陽に相当する恒星の質量の約 108 ～ 109 倍であり、天の川銀河の数千分の 1 です。
しかし、それは彼らの奇妙なことではありません。奇妙なのは、それらが存在するということです。
コペンハーゲン大学の天体物理学者シャーロット・メイソンが JWST で夜空の一部を観察し始めたとき、何も見つかるとは期待していませんでした。既存のモデルによると、空のパッチにはわずか 0.2 個の銀河が含まれます。つまり、単一の銀河が見つかる確率はわずか 20% です。しかし、彼らは2つ見つけました。 JWST で発見された驚くべきことはこれだけではありません。
全体として、天文学者は JWST を使用して以来、宇宙の最初の 5 億年以内に形成された 15 個の銀河を発見しました。宇宙進化に関する現在の理解に基づくと、ビッグバン直後、暗黒物質（宇宙の質量の 85% を占める奇妙なもの）が合体してハローを形成し、これらのハローはガスを引き込み、最終的に崩壊して最初の星を形成するのに十分な強い重力を持っていました。しかし、この理論ではこれほど多くの古い銀河を説明することはできません。
今のところ、新しい JWST データがこれらのモデルにどのように適合するかは明らかではありません。世界で最も強力な望遠鏡はまだ初期段階にあるため、最初は待ってから「人口を増やしましょう」 と科学を学ぶカリフォルニア大学ロサンゼルス校のアリス・シャプリー氏は言います。 。 「では、理論を検討する時期が来ます。」
「銀河の発達の初期段階を理解せずに銀河を理解することは困難です」と英国ケンブリッジ大学の天文学者で共著者のサンドロ・タチェラ氏は説明する。 「人間と同じように、その後に起こることの多くは、初期世代の星の影響に依存しています。銀河に関する非常に多くの疑問が、ウェッブの変革の機会を待っていました。そして、私たちはこの物語を明らかにすることに貢献できることに興奮しています。」
天文学者の国際チームは、NASA/ESA/CSA ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡からのデータを使用して、これまでに確認されている最古の銀河の発見を報告しました。画像は光のスペクトルを示しています。画像クレジット:NASA。 一方で、これは驚くべき技術的成果でもあります。最古かつ最遠の銀河は最も暗いため、JWST が打ち上げられるまでは、それらを詳細に研究することは事実上不可能でした。
「これらは、これまでに撮影された中で最も暗い赤外線スペクトルです」と、イタリアの高等師範学校の天文学者で共著者のステファノ・カルニアーニ氏は述べています。 「彼らは、私たちが期待していたもの、つまり銀河間水素の散乱による光のカットオフ波長の正確な測定を明らかにしました。」
観測された光のスペクトルは、研究者が天体の年齢を理解するのに役立ちます。宇宙は絶えず膨張しており、膨張するにつれて光の波長が伸びます。これを「赤方偏移」と呼びます。これらの最も若い銀河からの光は 14 倍に引き伸ばされており、研究者らは臨界波長を過ぎると光が途切れる暗い銀河を探しています。
「これらの結果は、NIRCam チームと NIRSpec チームがこの観測プログラムを実行するためになぜ協力したのかの集大成です」と共著者であり、アリゾナ大学ツーソン校の NIRCam 主任研究員である共著者の Marcia Rieke 氏は述べています。
JWST が開始されてからわずか数か月しか経っていないにもかかわらず、すでに革命的な結果を生み出していることは驚くべきことです。
確かに、データを理解するにはさらに多くのデータが必要ですが、今のところ、結果は本当に素晴らしいです。
「初めて、ビッグバンからわずか 3 億 5,000 万年後に銀河を発見しました。そして、その驚異的な距離については絶対の自信を持っています」と共著者であり、NIRCam 科学チームのメンバーであるカリフォルニア大学サンタクルーズ校のブラント・ロバートソン氏は述べています。 「このような驚くほど美しい画像で初期の銀河を見つけるのは特別な体験です。」
