ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が星明かりの夜明けを目撃

主要ノート ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 初期の銀河合体の結果は、星がこれまで知られていたよりも速く、より効率的に形成されたことを示しており、複雑な星団が明らかになり、現在の宇宙論的理論に疑問を投げかけています。

• 銀河と星はさらに速く進化した 大爆発 予想以上に。
• 最初の銀河の 1 つの詳細な画像は、成長が私たちが考えていたよりもはるかに速いことを示しています。

国際研究チームは、史上初の銀河合体に関する前例のない詳細な観測を行った。 彼らは、星が私たちが思っていたよりも速く、効率的に進化したことを示唆しています。

彼らはジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) を使用して、ビッグバンから 5 億 1,000 万年後、つまり約 130 億年前に存在していたこの巨大天体を観察しました。

「我々がこれらの観測を行ったとき、この銀河は初期宇宙で発見された他のどの銀河よりも10倍大きかった」とメルボルン大学のASTRO 3D研究フェローで初期銀河のキット・ボイエット博士は言う。 彼は最近出版された論文の筆頭著者です。 自然天文学。 この論文には、オーストラリア、タイ、イタリア、米国、日本、デンマーク、中国の 19 機関からの 27 人の著者が参加しています。

2021 年に打ち上げられたジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡により、天文学者はこれまで不可能だった方法で初期宇宙を見ることができます。 以前の望遠鏡では単一の光点として見えた天体。 ハッブル宇宙望遠鏡、その複雑さを明らかにします。

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、130億年前の大規模な銀河合体の詳細を示しています。 クレジット: Astro 3D

ASTRO 3D First Galaxies 科目リーダー兼契約リーダーのミシェル・トリニティ教授は、「ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の力で、観測可能な宇宙の端にある銀河の詳細なビューを提供し、時間を遡ることができるのは驚くべきことです」と述べています。メルボルン大学で。 トリニティ教授は、「この宇宙観測所は、初期の銀河形成に関する私たちの理解を変えるものです。」と付け加えた。

今回の論文の観測では、主銀河団の 2 つの構成要素と長い尾部を持ついくつかの銀河団からなる銀河が示されており、2 つの銀河が合体してより大きな銀河になっている進行中であることが示されています。

「合体はまだ終わっていません。まだ 2 つの物体が見えるという事実から、この長い尾は、2 つの物体が合体する際に捨てられた物質の結果であると考えられます。ボイエット博士は、「これは合併が存在することを示しており、これはこれまでで最も遠い合併である」と述べた。

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用したこれらおよびその他の観測は、天体物理学者に宇宙初期のモデルの修正を促しています。

「ジェームス・ウェッブの研究では、私たちが予想していたよりも多くの初期宇宙の天体が確認できました。また、これらの天体は私たちが思っていたよりも巨大です」とボイエット博士は言います。 「私たちの宇宙論は必ずしも間違っているわけではありませんが、銀河の形成速度についての私たちの理解は、私たちが考えていたよりも大きいため、銀河の形成速度が遅い可能性があります。」

他の古代銀河。 クレジット: Astro 3D

ボイエット博士のチームによる発見は、これらの銀河が合体によって非常に急速に質量を蓄積できたことを示している。

しかし、ボイエット博士を驚かせたのは銀河の大きさとその成長速度だけではなかった。 彼の論文では、合体銀河を構成する星の数が初めて記述されており、これもジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によって可能となった詳細である。

「分光分析と画像を比較したところ、画像では星の数が少ないことがわかりましたが、分光分析では非常に古い星が示されていました。しかし、両方とも真実であることが判明しました。」ボイエット氏は言う。 なぜなら、我々には星のグループが 1 つではなく、2 つあるからです。」

「古い居住者は長い間そこに住んでおり、私たちが考えていることは、銀河の合体が新しい星を生み出しているということであり、それが画像で見られるものです。古い居住者の上に新しい星が乗っているのです。」

これらの遠方の天体のほとんどの研究では、非常に若い星が示されていますが、これは若い星ほど明るいため、その光が画像データを支配するためです。 しかし、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡では、2 つのグループを区別できるほど詳細な観測が可能です。

「実のところ、分光法は非常に詳細なため、古代の星の微妙な特徴を見ることができ、実際に私たちが思っているよりも多くのものがそこにあることを教えてくれます」とボイエット博士は言います。

「宇宙の歴史を通じて、さまざまな理由で新しい星形成のピークがあり、それが複数の星形成につながることはわかっているので、これはまったく驚くべきことではありません。

「しかし、この距離で彼らを実際に見たのはこれが初めてです。」

この論文は現在のモデリングに大きな影響を与えます。

「私たちのシミュレーションでは、宇宙とほぼ同じ年齢で、ほぼ同じ質量を持つ、私たちが観察したものと同様の天体が生成される可能性があります。しかし、それは非常にまれであり、モデル全体で 1 つだけです。 「私たちの観察によると、私たちは非常に幸運であるか、シミュレーションが間違っているかのどちらかです。この種のことは私たちが思っているよりも一般的です。」

「私たちが欠けていると考えているのは、星がより効率的に形成されていたということであり、それが私たちのモデルで変更する必要があるかもしれないのです。」

参考文献: 「ビッグバン後 5 億 1,000 万年後の巨大相互作用銀河」クリスタン・ボイエット、ミケーレ・トリンティ、ニシャ・リソカワリット、アントネッロ・カラブロ、ベンジャミン・メタ、グイド・ロバーツ・ボルサーニ、ニッコロ・ダルマソ、リラン・ヤン、パオラ・サンティーニ、トンマーソ・トリオ、タッカー・ジョーンズ著。 アレイナ・ヘンリー、シャーロット・A. メイソン、森下貴裕、テミア・ナナヤッカラ、ナムラタ・ロイ、チェン・ワン、アドリアーノ・フォンタナ、エミリアーノ・マーリン、マルコ・カステラーノ、ディエゴ・パリス、マルシャ・ブラダック、マット・マルカン、ダニーロ・マルケジーニ、サラ・マスシア、カール・グレズブルック、ローラ・ピンテリチ。 、エロス・ヴァンゼラとベネデッタ・ヴルカーニ、2024年3月7日、 自然天文学。
土井: 10.1038/s41550-024-02218-7