チリで強力な電波望遠鏡を使用している天文学者は、冷たい分子ガスが銀河の中心に向かって落下し、それによって星の形成に拍車がかかっているのを観察しました。宇宙が誕生してわずか数億年しか経っていなかった時代にさかのぼります。 Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) によって行われたこの発見は、天文学者が初期の銀河がどのようにして現在観測されている銀河に成長したかを理解するのに役立つ可能性があります。
「モデルは私たちが見たものを正確に予測しました。これは非常に興味深いことです」と、イギリスのケンブリッジ大学のチーム リーダーである Roberto Maiolino は言います。 「これは、銀河がどのように形成されたかを理解する上で、正しい方向に進んでいることを意味します。」
初期の宇宙の銀河や星は、現在私たちが見ているものとは大きく異なっていたと考えられています。それらの成分のほとんどは、ビッグバンからの単純な水素とヘリウムでした.他のより重い元素は、その初期の時代にはまれでした。ほとんどの元素は、水素と混合するために死んで爆発しなければならなかった星の炉で後に鍛造されたからです.
その結果、星の初期の世代には水素が豊富に含まれていました。この燃料を燃やすと、それらは大きくなり、熱く速く燃えます。それらは強烈な放射線を放出し、銀河内のすべてのガスを加熱し、冷却して新しい星に合体することができなくなりました.これらのスーパーチャージされた初期の星が燃料を使い果たし、超新星として爆発したとき、星間ガスを銀河から吹き飛ばしたでしょう。
この予測は天体物理学者に問題をもたらします。初期の世代の星が銀河から冷たいガスを取り除いていた場合、銀河はすぐに死んでしまい、新しい星を作ることができず、それ以上進化することができなくなります。理論家は、持続可能な銀河は周囲の宇宙から新鮮で冷たいガスを引き込まなければならないと考えています。しかし、天文学者は、宇宙が誕生して 10 億年になる前の原始時代の銀河を調べることができませんでした。なぜなら、それらは光の斑点として私たちに見えるからです。
アルマに入ります。その皿は、約 1 ミリ以下の波長を収集します。これは、従来の電波望遠鏡で検出される波長よりもはるかに短いものです。このような信号は、明るい星ではなく、ガスなどの低温の天体によって生成されます。チリ北部の山岳地帯に位置し、現在も建設中のアルマ望遠鏡は、同様の望遠鏡よりも桁違いに鮮明で感度が高い。これは、完成時には 66 個の別々の皿で構成され、すべてが 1 つの巨大な装置として連携して機能するためである。 Maiolino のチームは 30 個のアルマ望遠鏡の皿を使用して、電離炭素のかすかな輝きを探しました。これは、星が形成される冷たいガスの種類を示すマーカーです。
ビッグバンからわずか 8 億年後の BDF3299 と呼ばれる銀河に焦点を当てて、チームは今月 王立天文学会の月報 でオンラインで報告します。 中央に炭素の塊があり、片側に大きな炭素ガスの塊があることがわかりました。そのガスのかたまりには関連する星がなかったので、研究者はそれがBDF3299を周回しているか、BDF3299に落下している途中の冷たい新鮮な燃料であると結論付けました. 「冷たい分子ガスの降着は、銀河の進化における重要なメカニズムであると考えられています。このような原始系で働いているのが見られたのはこれが初めてです」と Maiolino 氏は言います。
他の専門家も同意見です。 「今日私たちが見ている銀河にたどり着くには、初期の宇宙で燃料補給が行われなければならないことを私たちは知っています。これはそれを垣間見ることができる素晴らしいものです」と英国ハートフォードシャー大学の天文学者ティモシー・デイビスは言います。研究。 「アルマ望遠鏡の感度がなければ、この種の詳細を見ることは不可能です。これは非常に重要です。」
チームはアルマ望遠鏡から高品質で解像度の高い新しいデータを受け取ったばかりなので、今後数週間で、落下するガスの詳細を解き明かしたいと考えています。 「降着プロセスの詳細を突き止めることができるでしょう」と Maiolino 氏は言います。
