研究者らは最近、宇宙が誕生してからわずか2億9000万年後に存在した、若い星々で輝く記録破りの銀河を観測し、その予想外の明るさは宇宙の夜明けに対する私たちの見方に疑問を投げかけている。
木曜日、天文学者チームは、ビッグバンから3億年未満しか経っていない時代に観測された、これまでで最も遠く、最も古い銀河を発見したと発表しました。短い期間のようには思えないかもしれませんが、ビッグバンが137億年前に起こったと考えられることを考えると、私たちは宇宙の誕生初期を観測していることになります。
宇宙の夜明けとして知られるこの期間は、ビッグバンから約5000万年から10億年後まで続き、宇宙で最初の星、ブラックホール、そして銀河が形成された時期です。ウェッブ宇宙望遠鏡を用いて、科学者たちは古代の銀河の姿を捉える深宇宙画像を撮影しました。これらの遠方の銀河からの光は、宇宙を旅するにつれて、宇宙の膨張によって波長が長くなり、赤外線へと変化します。ウェッブ望遠鏡は、この赤外線を観測するために特別に設計されています。
この最新の発見は、2023年10月に初めて行われました。科学者チームは、宇宙の膨張によって銀河の光がどれだけ引き伸ばされているかを示す尺度である赤方偏移約14に対応するデータ内で、JADES-GS-z14-0と命名された銀河を発見しました。
研究チームは当初、この発見に興奮していましたが、「この天体にはいくつか警戒すべき特性がありました」と、イタリアの高等師範学校の助教授ステファノ・カルニアーニ氏とアリゾナ大学スチュワード天文台の准研究教授ケビン・ハインライン氏は共同声明で述べています。「この天体は驚くほど明るく、これほど遠くにある銀河とは思えないほどでした。また、別の銀河に非常に近かったため、2つの銀河はまるで一つの大きな天体の一部のように見えました。」
研究チームのメンバーは、ウェッブのNIRSpec（近赤外線分光器）を用いて1月に銀河の追跡観測を行い、JADES-GS-z14-0の赤方偏移が実際に14.32であることを確認しました。これは、この新発見の銀河が、同じくウェッブが2022年に発見した赤方偏移13.2の銀河JADES-GS-z13-0の座を正式に奪ったことを意味します。
この新たな記録保持者は、その距離だけでなく、その驚異的な明るさでも印象的です。銀河の広がりは1,600光年以上に及び、観測された光は主に若い星から来ていることを示唆しています。これは、この光が銀河中心の超大質量ブラックホールに落ち込む物質から発せられたものである可能性は低いことを示しています。
研究者によると、この程度の星の光は、この銀河の質量が太陽の数億倍であることを示唆しているという。「宇宙がわずか3億年でこれほどの銀河を形成できたとは驚きです」と、この発見を詳述した論文の筆頭著者であるカルニアーニ氏は声明で述べた。ただし、この新しい論文はまだ査読プロセスを経ていないことを指摘しておく必要がある。
過去2年間、ウェッブ氏は、年齢の割に予想外に明るい古代銀河を繰り返し観測し、従来の銀河形成理論に疑問を投げかけてきました。「JADES-GS-z14-0は、まさにこの現象の典型と言えるでしょう」とカルニアニ氏は語ります。
詳しくはこちら：ウェッブ望遠鏡の「驚異的な」渦巻銀河画像コレクションをご覧ください
