ウェッブ宇宙望遠鏡は、私たち人間と同じように、空に輝く色彩の爆発を捉えることで新年を迎えています。まあ、「空」とまでは言いませんが、ウェッブ望遠鏡自体は地球から100万マイル（約160万キロメートル）離れており、その目標はさらにはるか遠くにあります。しかし、この最先端の宇宙望遠鏡は最近、2つの壮大な渦巻銀河の画像を撮影しました。そのうちの1つは、これまでに確認されたものの中で最も遠いようです。
研究者たちは、現在プレプリントサーバーarXivで公開されている2つの巨大な渦巻銀河に関する論文を執筆しました。古い銀河の1つはA2744-GDSp-z4と名付けられ、もう1つはさらに遠くにあり、中国神話に登場する赤い龍神にちなんでZhúlóng（朱龍）と呼ばれています。どちらの渦巻銀河も新たに発見されたグランドデザイン渦巻銀河です。グランドデザイン渦巻銀河は、非常に明確な腕を持つ渦巻銀河の一種です。腕があまり明確でない渦巻銀河は、綿状渦巻銀河と呼ばれます。ちなみに、私たちの天の川銀河は棒渦巻銀河ですが、研究者たちはその正確な構造と、それに最適な名称について調査を続けています。
A2744-GDSp-z4（あ、これは面白いあだ名ではありません）は、ウェッブ氏による合成画像で下に掲載されています。この銀河の質量は約140億太陽質量で、その年齢にしては驚くほど発達した構造をしています。この銀河の存在は、ビッグバンから15億年後、つまり宇宙誕生初期にさえ、明瞭に連結された渦巻銀河が存在していたことを示唆しています。渦巻腕は私たちの目には完全には見えませんが、特に左端の画像では、大まかな形状を判別することができます。この銀河は、ウェッブ氏が初期に科学的に研究対象とした銀河団の一つであり、以前にも同様の遠方の銀河が発見されているAbell 2744銀河団の中に発見されました。
論文によると、本記事冒頭にピンク色で示されている珠龍銀河は、「これまでに知られている渦巻き腕を持つバルジ＋ディスク銀河の中で最も遠い」とのことだ。質量は天の川銀河と同程度（初期の銀河としては平均以上）で、星形成率は比較的低い。壮大な計画に基づくと、この渦巻き銀河は年間わずか太陽質量の約66倍しか生成していない。この発見は、古代の銀河は金属に乏しくガスが非常に多かったことを示唆するウェッブ望遠鏡の過去のデータと合わせると興味深い。おそらく珠龍銀河は、その大きさにもかかわらず、星形成速度を速めるための適切な条件を備えていなかったのだろう。
最上級のグランドデザイン渦巻きは非常に遠くにあるため、ウェッブ望遠鏡の画像ではピクセル化されて見えます。ウェッブ望遠鏡がこれほど遠くの天体を観測できる理由の一つは、重力レンズを利用していることにあります。重力レンズとは、非常に強い重力を持つ時空領域で、光を曲げることで、その背後にある天体を観測できるのです。光が曲がると、ウェッブ望遠鏡のような望遠鏡では再び焦点が合わせられ、拡大されます。
言い換えれば、巨大銀河は汚れのように見えますが、画像は素晴らしく、ウェッブ望遠鏡は完全に正常に機能しています。望遠鏡によって撮影された近隣の銀河は、はるかに鮮明に映っています。下のスライダーは、ウェッブ望遠鏡の観測機器が壮大な渦巻銀河のさまざまな側面をどのように明らかにするかを示しています。左側の画像はウェッブ望遠鏡の近赤外線カメラ（NIRCam）で撮影されたもので、右側の画像は望遠鏡の中間赤外線撮像装置（MIRI）で撮影されたものです。NIRCamは新しく形成された星からの暖かい光を捉え、MIRIは冷たい塵やガスの粒子から発せられる銀河の光を捉えます。ここに示されている銀河は、この記事で取り上げた古代の銀河よりもはるかに鮮明です。これは、わずか2700万光年の距離にあるためです。
ウェッブ望遠鏡は、銀河進化の観点から見た初期宇宙の理解を揺るがし続けています。これは、この望遠鏡の驚異的な観測能力によって可能になった成果です。ウェッブ望遠鏡は、通常であれば最も微弱で遠方の光を遮ってしまう巨大なガス雲を透過できるため、研究者は初期宇宙の天体を画像化することができます。過去2年間、ウェッブ望遠鏡はビッグバンからわずか数億年後に形成された銀河の画像を撮影し、それらの構造が長い時間をかけてどのように展開してきたのかという新たな疑問を提起してきました。
