ウェッブ氏が宇宙初期の天の川銀河の双子を観察

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用している天文学者は、これまでに観測された中で最も遠い孤立した渦巻銀河であるセアース 2112 を発見しました。 これは銀河の進化に関するこれまでの仮説に疑問を投げかけ、銀河がこれまで考えられていたよりも早く組織化されたことを示しており、銀河形成の理論モデルの変化につながる可能性がある。

カリフォルニア大学リバーサイド校の天文学者を含む研究チームは、以下を使用してこの発見を行いました。 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡。

カリフォルニア大学リバーサイド校（UCR）の天文学者アレクサンダー・デ・ラ・ベガ氏を含む国際チームは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して、最も遠い棒状渦巻銀河に似た銀河を発見した。 天の川 これまで観察されてきたこと。

これまで、天の川銀河などの棒渦巻銀河は、年齢138億歳と推定される宇宙が現在の年齢の半分に達するまで観測できないと考えられていた。

雑誌に掲載された研究 自然 今週、それはスペインの宇宙生物学センターの科学者によって主導されました。

「セレス2112と呼ばれるこの銀河は、その出現直後に形成されました。 大爆発共著者で物理天文学部の博士研究員であるデ・ラ・ベガ氏はこう語った。 「ceers-2112の発見は、初期宇宙の銀河が天の川銀河と同じくらい秩序立っていた可能性があることを示しています。初期宇宙の銀河ははるかに混沌としており、天の川銀河に似た構造を持つ銀河はほとんどなかったため、これは驚くべきことです。」 」

銀河バーを理解する

Ceers-2112 の中央にはバーがあります。 デ・ラ・ベガ氏は、銀河バーは銀河内の星でできた構造であると説明しました。 ハンガリーのパブは、私たちの日常生活にあるバーのようなもので、キャンディーバーのようなものです。 同氏は、非渦巻銀河でもバーを見つけることは可能だが、それは非常にまれであると述べた。

「ほぼすべてのバーは渦巻銀河で見つかっています」と、ジョンズ・ホプキンス大学で天文学の博士号を取得した後、昨年UCLAに加わったデラ・ベガ氏は語った。 「CEERS-2112のバーは、銀河がこれまで考えられていたよりもはるかに早く成熟し、組織化されたことを示唆しています。これは、銀河の形成と進化に関する理論のいくつかの側面を修正する必要があることを意味します。」

宇宙初期に観測された棒状渦巻銀河キルケ 2112 を芸術的に表現したもの。 地球は銀河を囲む想像上の泡の中に映っており、天の川とCEERS-2112の関係を示しています。 クレジット: Luca Costantin/CAB/CSIC-INTA

銀河の進化に関する天文学者のこれまでの理解は、銀河がバーを発達させるほど組織化されるまでに数十億年かかるというものだった。

「セアース2112の発見は、それがその時間のほんの一部、約10億年以下の間に起きた可能性があることを示している」とデラベガ氏は語った。

彼によると、銀河棒は、天の川のように星が規則的に回転する渦巻銀河で形成されると考えられています。

「そのような銀河では、渦巻構造の不安定性や隣接する銀河からの重力の影響により、バーが自然発生的に形成される可能性がある」とデラベガ氏は述べた。 「過去、宇宙が非常に若い頃、銀河は不安定で混沌としていた。宇宙初期の銀河では棒が形成されず、長く続くこともできないと考えられていた。

発見の意味とその貢献

Ceers-2112 の発見は、天文学の少なくとも 2 つの側面を変えると期待されています。

Alexander de la Vega は、カリフォルニア大学リバーサイド校の博士研究員です。 クレジット: Alexander de la Vega、カリフォルニア大学リバーサイド校

「まず、銀河の形成と進化の理論モデルでは、一部の銀河が宇宙の歴史のごく初期にバーを形成できるほど安定したことを考慮する必要がある」とデラベガ氏は述べた。 「暗黒物質はバーの形成速度に影響を与えると考えられているため、これらのモデルは、宇宙初期に銀河を形成するダークマターの量を調整する必要があるかもしれません。第二に、CEERS-2112の発見は、バーのような構造が検出できる可能性があることを示しています」宇宙が非常に若かった頃のことです。遠い過去の銀河は現在より小さかったため、バーを見つけるのがより困難になっていたため、これは重要です。CEERS-2112 の発見により、若い宇宙でより多くのバーを発見する道が開かれました。

デ・ラ・ベガ氏は、Ceers-2112の赤方偏移と特性を推定することで研究チームを支援した。 彼は測定値の解釈にも貢献しました。

「赤方偏移は銀河の観測可能な特性であり、銀河がどれだけ遠くにあるか、そして銀河がどのくらい遡って見ることができるかを示します。これは有限の光速度の結果です」と彼は述べた。

Ceers-2112 の発見でデ・ラ・ベガが最も驚いたのは、その桿体特性がどの程度まで制限されるかということでした。

「当初、SEARS-2112 のような銀河のバーの特性を検出して推定するには、測定の不確実性が伴うだろうと考えていました」と彼は言いました。 「しかし、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の威力と研究チームの専門知識のおかげで、バーのサイズと形状に強い制約を設けることができました。」

UCLA では、デ・ラ・ベガ氏が天文学の普及活動を監督しています。 彼はキャンパス内外で望遠鏡ナイトを計画し、地元の学校を訪問して天文学についてのプレゼンテーションを行っています。 彼はまた、「コズミック・サーズデイ」と呼ばれる一連の公開天文講演や、日食観察パーティーなどの特別な日のための単発イベントも主導しています。

論文のタイトルは「赤方偏移 3 の天の川に似た棒渦巻銀河」です。

参考文献：「A Milky Way-like barred spiral galaxy at redshift 3」、Luca Costantin、Pablo G. Pérez González、Yuchen Gu、Chiara Buteta、Sharda Goji、Michaela B. Bagley、Guillermo Barro、Jehan S. カルタルテペ、アントン・M・コケモイヤー、クリスティーナ・カペッロ、エンリコ・マリア・コルシーニ、ハイロ・メンデス・アブレウ、アレクサンドル・デ・ラ・ベガ、カルティク・J・アイヤー、ローラ・ビジエロ、インジエ・チェン、ロレンツォ・モレッリ、パブロ・アラバル・ハロ、フェルナンド・ブイトラゴ、M.C.クーパー、アヴィシェイ・デケル、マーク ディキンソン、スティーブン L. フィンケルシュタイン、マウロ ジャヴァレスコ、ベニー W. ホルウェルダ、マーク ウエルタス カンパニー、レイ A. ルーカス、ケーシー・パポビッチ、ノル・ピエルシュカル、リズ・マリー・シーリー、ヘスス・ベガ・フェレーロ、スタイン・ウェイツ、リー・アーロン・ヤング、2023年11月8日、 自然。
土井: 10.1038/s41586-023-06636-x