天文学者は遠くの銀河から電波信号を拾います

インドのマハラシュトラ州プネ近くにあるジャイアント メトロウェーブ電波望遠鏡 (GMRT) の皿。 クレジット: 国立電波天体物理学センター

地球よりはるかに遠い銀河を探索することは、今や手の届くところにあるかもしれません。

遠方の銀河で星はどのように形成されるのですか? 天文学者は、近くの銀河から放出される電波信号を検出することによって、この質問に答えようと長い間試みてきました。 しかし、これらの信号は銀河が地球から遠くなるほど弱くなるため、現在の電波望遠鏡ではそれらを捉えることが難しくなっています。

現在、モントリオールとインドの研究者は、最も遠い銀河から、21 cm 線として知られている特定の波長で電波信号を捕捉しました。これにより、天文学者は初期宇宙の謎をより深く掘り下げることができます。 インドの巨大なMetrewave電波望遠鏡の助けを借りて、この種の電波信号がこれほど遠くから検出されたのはこれが初めてです。

遠方の銀河からの信号の検出を示す図。 クレジット: Sawada Pardesi

「銀河はさまざまな種類の電波信号を発しています。これまで、この特定の信号は近くの銀河からしか拾うことができなかったため、地球に最も近い銀河に関する知識は限られていました」と、マギル大学のポスドク研究者であるアーナブ チャクラボルティは述べています。マット・ドブス教授監修。

しかし、重力レンズ効果と呼ばれる自然に発生する現象の助けを借りて、記録的な距離からかすかな信号を拾うことができます。 これは、地球からはるかに離れた銀河の形成を理解するのに役立ちます。」

初期の宇宙に時間をさかのぼる

研究者たちは初めて、SDSSJ0826+5630 として知られる遠方の星形成銀河からの信号を検出し、そのガスの組成を測定することができました。 研究者たちは、この特定の銀河に含まれるガスの原子質量は、私たちに見える星の質量のほぼ 2 倍であることに注目しています。

銀河からの電波信号の画像。 クレジット: Chakraborty and Roy/NCRA-TIFR/GMRT

チームが検出した信号は、宇宙がわずか 49 億歳のときにこの銀河から放出されたものであり、研究者は初期の宇宙の謎を垣間見ることができました。 マギル大学物理学科で宇宙論を研究しているチャクラボルティ氏は、「これは 88 億年を遡ることに相当します」と述べています。

遠くの銀河からの信号を捉える

「重力レンズ効果は、遠くの物体から来る信号を増幅して、初期の宇宙を見るのに役立ちます。この特定のケースでは、信号は、ターゲットと観測者の間にある別の巨大な物体、別の銀河の存在によって曲げられます。これは効果的に信号を 30 倍に増幅し、望遠鏡で信号を捉えることができます」と、インド科学研究所物理学科の准教授で共著者の Nirupam Roy は述べています。

研究者によると、これらの結果は、重力レンズを使用して同様の状況で遠方の銀河を観察する可能性を示しています。 また、今日の低周波電波望遠鏡を使用して、星や銀河の宇宙進化を調査するためのエキサイティングな新しい機会も開きます。

参照: 「z ~1.3 でレンズ効果が強い銀河から検出された 21 cm HI 放射」、Arnab Chakraborty および Nirupam Roy、2022 年 12 月 23 日、こちらから入手可能。 王立天文学会の月例通知.
DOI: 10.1093/mnras/stac3696

Giant Metrewave Radio Telescope は、NCRA-TIFR によって構築および運用されています。 この研究は、マギル大学とインド科学研究所によって資金提供されました。