問題のライン強度マップのセクション。検出された銀河は白い星でマークされます。挿入図は、ズームインしてデータから背景ノイズを除去した後、このマップに存在する構造をシミュレートします。クレジット:HETDEX 天文学者たちが遠い宇宙について作成した印象的な地図にもかかわらず、その活動の多くは目に見えないままになっています。最も明るい銀河は比較的簡単にグラフ化できました。多くのより小さな銀河とともに、それらの周囲のかすかな水素の輝きはそうではありませんでした。
新しい研究がThe Astrophysical Journal に掲載されました。 、ついにそれを変えます。研究者らは、ホビー・エバリー望遠鏡の暗黒エネルギー実験 (HETDEX) からのデータを使用して、90 ～ 110 億年前のライマン アルファ光 (励起された水素によって放出される特定の紫外光) の 3 次元マップを作成しました。
その結果、銀河環境の全体像が明らかになりました。
最も明るいビーコンを超えて
従来の銀河調査は、宇宙の目立ったものを見つけるのには優れていますが、銀河間およびその周囲に広がる微弱な発光の多くを見逃します。線強度マッピングは戦略を反転させます。個々に見える銀河のみに焦点を当てるのではなく、空間のパッチ全体からの組み合わせた光を測定します。つまり、詳細は減りますが、より全体的なビューが得られます。
「飛行機に乗って下を向いているところを想像してみてください。銀河調査を行う『伝統的な』方法は、最も明るい都市だけをマッピングするようなものです。大きな人口密集地がどこにあるのかはわかりますが、郊外や小さな町に住んでいる人たち全員を見逃してしまいます」とテキサス大学オースティン校のHETDEX科学者ジュリアン・ムニョス氏は言う。
「強度マッピングは、汚れた飛行機の窓を通して同じシーンを見るようなものです。画像はぼやけますが、最も明るい点だけではなく、すべての光を捉えることができます。」
HETDEX は、100 万個以上の明るい銀河をマッピングすることで暗黒エネルギーを研究することを目的としていますが、その過程で、主な目的に必要な情報をはるかに超える情報が収集されました。この調査では 6 億以上のスペクトルが記録されていましたが、チームが利用したのはそのアーカイブのほんの一部だけでした。
テキサス大学オースティン校の HETDEX 主任研究員であるカール・ゲブハルト博士は、「収集した全データのごく一部、約 5% のみを使用します」と述べています。 「その残りのデータを追加の研究に使用することには大きな可能性があります。」
この研究では、研究者らはその未使用の宝庫を利用して、カタログ化された銀河を超えた微弱なライマン アルファ放射を回収しました。
ノイズを地図に変える
2013 年に ESA と Planck Collaboration によってマッピングされた CMB 球体。クレジット:Wikimedia Commons その信号を抽出するのは簡単ではありませんでした。チームは、約0.5ペタバイトのHETDEXデータを精査し、スペクトルをクリーニングして、地球の大気、前景の物体、および機器のアーチファクトから汚染を除去しました。次に、彼らは既知の明るい銀河の位置をガイドとして使用し、より暗い銀河や周囲のガスからの放射を回収しました。
「したがって、既知の銀河の位置を、より暗い天体までの距離を特定するための道しるべとして使用できます」と、もう一人の共著者であるマックス プランク天体物理学研究所の小松栄一郎博士は述べています。
研究では、初期宇宙の 3 つのスライスにわたってこの水素の輝きを追跡しました。ソースの多くは、単独では調査の銀河カタログに含めるには弱すぎましたが、一緒に測定するのに十分な強度の信号を生成しました。
新しい地図は、天文学者に銀河形成理論が宇宙の実際の姿と一致するかどうかを確認する方法を提供します。また、空の同じ部分の他の調査と組み合わせるとさらに有用になる可能性があり、研究者が銀河がどのように成長し、星形成ガスがどのように銀河の周りに広がったかについてのより完全な画像を構築するのに役立ちます。
