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2025-12-07 11:01:00
研究者らは、宇宙が誕生してまだ約15億年だったビッグバン直後に形成された、大きくて整然とした渦巻銀河を発見した。
アラクナンダと名付けられたこの銀河は、NASA のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡による大規模な空調査の一環として行われた観測に現れました。
この天の川のような銀河は非常に遠くにあるため、その光は地球に到達するまでに 120 億年以上もかかっています。望遠鏡技術が、これほど早い時期からこれほど詳細に銀河を検出できるほど強力になったのはつい最近のことです。
天文学者たちは何十年もの間、初期宇宙の銀河は乱流が多すぎてきれいな渦巻きを形成できないと信じていた。若い星やガスは無秩序に動き、滑らかな円盤や渦巻状の腕ではなく、無秩序な塊を生成すると考えられています。
ハッブル宇宙望遠鏡の観測はこの見解を裏付けており、約 110 億年の後から考えると、渦巻銀河はますます稀になっているようです。
この発見は、どのようにしてそのような構造がこれほど急速に形成されるのかという新たな疑問を引き起こしました。
「アラクナンダは、初期の宇宙が私たちが考えていたよりもはるかに速く銀河を組み立てることができたことを明らかにしました」と研究の共著者であるヨゲシュ・ワダデカールは声明で述べた。
「どういうわけか、この銀河は、わずか数億年の間に、100億個の太陽質量を星の形で集め、美しい渦巻円盤に組織化することに成功しました。これは宇宙規模で信じられないほどの速さであり、天文学者は銀河がどのように形成されるかを再考する必要に迫られています。」
ウェッブ氏の鋭い洞察力により、宇宙初期の多くの円盤状銀河が明らかになり、現在では、古いモデルの予測よりもはるかに早く出現したアラクナンダを含む、少数ながらも数が増えている真の渦巻銀河が明らかになりました。
この望遠鏡は、それぞれ 2023 年と 2024 年に、宇宙初期の 2 つの渦巻銀河 CEERS-2112 と REBELS-25 を発見しました。
アラクナンダの発見は、インドのタタ基礎研究所国立電波天体物理学センターの科学者らによって行われ、学術誌「Astronomy & Astrophysics」に掲載された。
「銀河の形成、ガスの降着、円盤の形成、そしておそらくは螺旋密度波の発達を引き起こす物理的プロセスは、現在のモデルが予測するよりもはるかに効率的に機能する可能性がある」と研究の筆頭著者であるラシ・ジェイン氏は声明で述べた。 「このため、私たちは理論的枠組みを再検討する必要があります。」
アラクナンダは、ガンジス川の主な源流の 1 つであるヒマラヤ川にちなんで名付けられ、その長さは約 32,000 光年あり、現代の大きな渦巻銀河に匹敵します。この銀河には非常に多くの星も含まれています。
撮影された画像は、この銀河がすでに古典的な扇形の形をした2本の透明な螺旋腕を備えた回転する平らな円盤を持っていることを示しています。これらの 2 本の腕は滑らかで対称的に見えるため、アラクナンダは「グランドデザイン」渦巻銀河、つまり不連続や斑点のない、明確に定義された渦巻腕を持つ銀河というラベルが付けられています。
科学者たちは、その渦巻状の腕に沿って、生まれたばかりの星を含む一連の明るい塊を観察しました。これらの塊はビーズの紐のように見え、ガスが崩壊して密集したポケットになり、新しい星が誕生する領域を示しています。別の視点から見ると、これらのストランドはより大きな螺旋腕の一部のように見えます。
研究チームは、重力レンズとして知られる自然現象のおかげで、この遠方の銀河の驚くべき詳細を見ることができました。巨大な銀河団の重力は空にある巨大な虫眼鏡のように作用し、アラクナンダの光を曲げて増幅し、2倍明るく見えるようにします。
アラクナンダの歴史を理解するために、研究者らは紫外線から赤外線までの 21 の異なる光の波長にわたってその輝度レベルを比較しました。
これらの測定値を恒星集団のコンピューターモデルと照合することにより、銀河内の星の平均年齢はわずか約2億年であると推定されました。これは、星の約半数が宇宙年齢が10億年を超えた後に急速な爆発で形成されたことを意味する。
アラクナンダは今も急速に成長しています。この銀河は、年間約 63 個の太陽の速度で新しい星を形成しており、これは今日の天の川銀河の数十倍の速さです。新しい星の周囲の燃焼ガスが強い信号を発するため、一部の光の色は予想よりも明るく輝き、激しい星形成活動が確認されます。
科学者たちは、この古代の星系でどのようにして螺旋状の腕が急速に形成されたのかをまだわかっていません。渦巻状の腕は円盤内のゆっくりと移動する密度パターンに由来すると示唆する理論もあれば、隣接する銀河や大きなガスの塊からの重力干渉を指摘する理論もある。
アラクナンダの近くには、その渦巻き構造を促進するのに役立つ可能性のある小さな銀河さえあるようですが、さらなる証拠が必要です。
電波望遠鏡とともに、ウェッブの機器を使って銀河内の動きを測定する今後の観測により、アラクナンダの星やガスがその中心をどのように周回するのかが地図に示される可能性がある。
このようなデータは、円盤が最終的な形状に達しているのか、それともスパイラルアームが発達の一時的な段階にすぎないのかを判断するのに役立ちます。
#ウェッブ望遠鏡120億光年彼方に天の川に似た銀河を発見