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2024-02-23 23:11:52
宇宙で最も遠い既知の天体については、ウェッブ望遠鏡がビッグバン理論を反証したかどうかを議論する記事ですでに詳しく取り上げています。 しかし、ウェッブの時代以前は、ハッブル宇宙望遠鏡が多くの非常に遠い銀河の発見を担っていました。 1990 年代初頭に打ち上げられて以来、特に宇宙論的な観測が集中的に行われ、そのおかげで初期宇宙についてさらに多くのことがわかってきました。
ハッブル銀河と超遠方銀河
最近まで、知られている最古の銀河はおおぐま座にある GN-z11 です。
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ミラー直径 2.4 メートルの有名な宇宙望遠鏡は、開発の初期に非常に遠い銀河を多数発見しました。 おそらく最も有名なのは GN-z11 銀河でしょう。 その赤方偏移 (受信側の波長拡張) は、それぞれ 11 と 10.957 です。 これは133億8,000万光年の距離に相当します。 ウェッブ望遠鏡による最初の結果が確認されるまで、おおぐま座の方向にあるこの銀河は、宇宙で最も遠い既知の天体でした。 そして今日でも、ウェッブの功績を加味して、GN-z11 は歴代チャートで 6 位を保持しています。
銀河団MACS1149.5+223。
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しかし、ハッブルは他にも同様に遠くにある銀河をいくつか発見しました。 そのうちの 1 つは、赤方偏移が 9.109 の MACS1149-JD1 です。 換算すると 132 億 6 千万光年となり、銀河はしし座の方向にあります。 天文学者は 2012 年にこの天体を発見し、それ以来、この天体はハッブル望遠鏡だけでなく、チリにある欧州 VLT 望遠鏡カルテットや同じくチリにある ALMA 電波望遠鏡システムなどの地上の天文台によっても研究されてきました。
すでに述べた距離を考えると、MACS1149-JD1 はビッグバンからわずか約 5 億 3,000 万年後、まだ非常に若い頃のように見えます。 しかし、これほど遠くにある物体であれば、一体どうやって燃やすことができるのでしょうか? 通常、これは不可能ですが、幸いなことに、私たちは 50 億光年離れたところにあり、私たちの視点からすると、より遠い銀河のほぼ正確に正面に位置する大規模な銀河団 MACS1149.5+223 の助けを借りています。 これは、より遠くの物体からの光を曲げて主に増幅する重力レンズのように機能するため、他の方法では決して見ることができないものが見えるようになります。 同時に、このメカニズムにより、中間レンズ群についても多くのことを学ぶことができます。
MACS1149-JD1 について何がわかっていますか?
ハッブルとアルマ望遠鏡の画像の MACS1149-JD1 (詳細は赤い天体)。
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MACS1149-JD1 は 2014 年に天文学者によって発見され、そのパラメーターは 4 年後に最終的に確認されました。 そのため、彼らはすでに詳細な研究のための時間を十分に取っていました。 たとえば、彼らは、宇宙の誕生から少なくとも2億5千万年後にこの銀河で星が誕生していることを発見した。 アルマ望遠鏡を使用して行われたさらなる研究により、銀河のスペクトルに酸素の非常に明確な兆候が示されました。 この元素は、宇宙の核反応中に星で形成されます。 これは、少なくとも一世代の星が形成され、主シーケンスを経て、銀河内の酸素を放出するために爆発する必要があったことを意味します。 これらはそれ自体、印象的な結果です。
しかし最近、科学者たちはこの遠い銀河に再び注目しました。 観察には丸 10 時間かかり、そのおかげでより詳細な情報を収集することができました。 一般に、この場合、直径約 1000 光年の構造を区別することができます。 銀河自体の直径はわずか約 3,000 光年ですが、これは驚くべきことではありません。 この若い銀河には、周囲の宇宙の銀河に匹敵する大きさに成長するのに十分な時間がほとんどありませんでした。 また、MACS1149-JD1 の質量は比較的小さいです。 6 億 5,000 万個の太陽質量は多くのように思えるかもしれませんが、それは天の川銀河の質量の約 1,000 分の 1 に過ぎません。
最古の回転銀河
銀河 MACS1149-JD1 がどのように見えるかをアーティストが描いたもの。
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しかし、専門家は、このような小さな銀河であっても、やや驚くべき結果を導き出すことができました。 MACS1149-JD1 はすでにかなり進化した銀河のように振る舞っていることがわかりました。 比較的明確な回転の兆候を見つけることができました。 この結果が正しい場合、それは回転が観察された最も遠い天体です。 天文学者はどうやってそれを行ったのでしょうか？ 彼らは、銀河全体からの光を観測するいくつかの機器からの測定値を使用しました。 そして、彼らは非常に微妙なニュアンスを捉えていました。 MACS1149-JD1 は全体として地球から遠ざかっていますが、捕らえられた光の一部は私たちに向かって移動する物質によって放射され、一部は私たちから遠ざかる物質によって放射されることが判明しました。
そしてもう一度、アーティストがレンダリングした銀河MACS1149-JD1。
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これはオブジェクトの回転が原因である可能性が高くなります。 回転する物体は、半分は私たちに向かって、半分は私たちから遠ざかり、光の中に特徴的なパターンを作り出します。 そして専門家はそれを実際に見ました。 ただし、銀河の巨大な赤方偏移も考慮する必要があり、そうでなければ結果は無関係なものになってしまいます。 銀河の回転速度はその質量に依存します。 したがって、MACS1149-JD1 が天の川の速度 (秒速約 50 キロメートル) のわずか約 4 分の 1 で回転することは驚くべきことではありません。 さらに、この銀河の回転はつい最近始まったばかりのようで、もしかしたら今まさに始まっているのかもしれません。
数値シミュレーションの結果、MACS1149-JD1 は現代の渦巻銀河に似た円盤状であることがわかりました。 結局のところ、これは他の方法に基づいて以前に実装されたモデルにも対応します。 したがって、非常に初期の銀河であってもそのような形成に進化する可能性があることを明らかに示しています。 したがって、MACS1149-JD1 は、回転を識別できる最も遠い銀河であるだけでなく、構造や (回転だけでなく) 運動を観察できる最も遠い天体でもあります。
結論
この結果は、天文学者が初期宇宙における銀河の回転の起源に非常に興味を持っているだけでなく、この発見が天の川のようなより大きな銀河の起源をより徹底的に調査する機会を与えてくれるという理由から、非常に注目に値するものである。 より良いデータを得るために、近い将来、MACS1149-JD1 をウェッブ望遠鏡で観測する予定ですので、より興味深い結果が期待できます。 いずれにせよ、MACS1149-JD1 が私たちの仮定に従って動作することは心強く、私たちが初期宇宙の仕組みを理解する上で正しい軌道に乗っていることを示しています。
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#ハッブル #最古の回転銀河 #Kosmonautix.cz