JWST、スターライトの夜明けを目撃する

の画期的な観察 ジェームズウェブ宇宙望遠鏡 初期の銀河合併の証拠は、以前に理解されたよりも速く、効率的な星の形成を示し、複雑な恒星集団を明らかにし、現在宇宙論に挑戦しています。

• 銀河と星は以来、より急速に発展しました。 ビッグバン 予想より。
• 最初の銀河の一つの詳細な写真は、私たちが思ったよりもはるかに速い成長を示しています。

国際研究チームがこれまで目撃された最初の銀河合併について、前例のない詳細な観察を行いました。 彼らは、星が私たちが思ったよりもはるかに高速で効率的に発展したことを示唆しています。

彼らはジェームズウェブ宇宙望遠鏡（JWST）を使用して、ビッグバン以来5億1千万年、つまり約130億年前の巨大な物体を観察しました。

「私たちがこの観察を行ったとき、この銀河は宇宙の初期に発見された他のどの銀河よりも10倍巨大でした。」 彼は最近発表された論文の上級著者です。 自然天文学。 この論文には、オーストラリア、タイ、イタリア、アメリカ、日本、デンマーク、中国の19の機関からの27人の著者がいます。

2021年にリリースされたJWSTは、天文学者が以前は不可能だった方法で初期の宇宙を見るのを助けます。 次の初期望遠鏡を通して単一光の点として現れる物体 ハッブル宇宙望遠鏡彼らの複雑さを明らかにしています。

JWSTは、130億年前の大規模な銀河合併の詳細を示しています。 クレジット: ASTRO 3D

ASTRO 3D First Galaxiesのテーマリーダーであり、メルボルン大学のノードリーダーであるMichele Trenti教授は、「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、時間をさかのぼるJWSTの力を見ることは驚くべきことです」と述べています。 「この宇宙観測所は、初期の銀河の形成に関する私たちの理解を変えています」とトレンティ教授は付け加えます。

現在の論文の観測結果は、主銀河の2つのコンポーネントと長い尾を持ついくつかの銀河群からなる銀河を示しています。

「まだ合併は終わりませんでした。 私たちはまだ2つのコンポーネントを見ることができるという事実に気づくでしょう。 ロングテールは、合併過程で廃棄される物質の一部によって生成される可能性が高いです。 2 つを組み合わせると、問題の一部が消えます。 したがって、これは合併があることを知らせるものであり、これは今まで見た中で最も遠い合併です」とBoyett博士は言います。

JWSTを使ったこれとは異なる観測により、天体物理学者たちは宇宙初期のモデリングを調整するようになりました。

「ジェームズ・ウェブを使って、私たちは初期の宇宙で私たちが予想していたものよりも多くのオブジェクトを見ることができ、そのオブジェクトも私たちが思ったよりも巨大です」 「私たちの宇宙論が必ずしも間違っているわけではありません。 銀河は私たちが可能だと信じていたよりも巨大だからです。」

別の古代の銀河。 クレジット: ASTRO 3D

Boyett博士チームの研究によると、これらの銀河はマージを介して非常に迅速に質量を蓄積することができました。

しかし、ボエット博士を驚かせたのは、銀河の大きさや銀河の成長速度だけではありません。 彼の論文は、最初にマージ銀河を構成する星の数を説明します。 これはJWSTを通じて可能になったもう一つの詳細です。

「スペクトル分析とイメージングを比較すると、2つの異なる点が見つかりました。 画像は星の人口が若いことを示していますが、分光はかなり古い星を教えてくれます。 しかし、私たちは星の人口が1つではなく2つであるため、両方とも正確であることがわかりました」とBoyettは言います。

「古い人口は長い間そこにあり、私たちが信じているのは、銀河の合併が新しい星を生み出すことであり、それが私たちがイメージングで見ていることです。古い人口の上に新しい星があります。」

このように非常に遠いオブジェクトのほとんどの研究では、非常に若い星を示していますが、これは若い星がより明るく、その光が画像データを支配しているためです。 ただし、JWSTは2つのグループを区別するための詳細な観察を可能にします。

「分光学が非常に詳細であるという事実は、私たちが古い星の微妙な特徴を見ることができるという事実です。

「これはそれほど驚くべきことではありません。 私たちは、宇宙の歴史を通して様々な理由で新しい星の形成の頂点があり、その結果、多数の個体群が誕生したことを知っています。

「しかし、このように遠くから見るのは初めてです。」

本論文は現在のモデリングに重要な影響を及ぼす。

「私たちのシミュレーションは、私たちが観察したものと似ている宇宙の年齢と質量がほぼ同じ物体を生み出すことができますが、これは信じられないほどまれです。 モデル全体に​​これらのうちの1つしかない場合は非常にまれです。 私たちの観察を通してそれを観察する可能性は、私たちが信じられないほど幸運であるか、シミュレーションが間違っていることを示唆し、この種のオブジェクトは私たちが考えるよりも一般的です。」

「私たちが見逃していると思うのは、星がはるかに効率的に形成されていることであり、これが私たちのモデルで変更する必要があるかもしれません」

注：Kristan Boyett、Michele Trenti、Nicha Leethochawalit、Antonello Calabró、Benjamin Metha、Guido Roberts-Borsani、Nicolo Dalmasso、Lilan Yang、Paola Santini、Tommaso Treu、Tucker Jonesの「ビッグバンから5億1000万年後の巨大相互作用銀河」 、Alaina Henry、Charlotte A. Mason、Takahiro Morishita、Themiya Nanayakkara、Namrata Roy、Xin Wang、Adriano Fontana、Emiliano Merlin、Marco Castellano、Diego Paris、Maruša Bradač、Matt Malkan、Danilo Marchesini、Sara Mascia、Karl Glazebro 、Eros VanzellaおよびBenedetta Vulcani、2024年3月7日、 自然天文学。
DOI: 10.1038/s41550-024-02218-7