宇宙の夜明けを振り返って—天文学者はこれまでに見た中で最も暗い銀河を確認

私たちが住む宇宙は透明であり、星や銀河からの光が澄んだ暗い背景に明るく輝いています。 しかし、これは必ずしもそうではありませんでした。宇宙の初期には、初期の星や銀河からの光が遮られる水素原子の霧で満たされていました。

第一世代の星や銀河からの強烈な紫外線が水素霧を焼き尽くし、宇宙を今日私たちが見ているような姿に変えたと考えられています。 前世代の望遠鏡には初期の宇宙天体を研究する能力がありませんでしたが、天文学者たちは現在、 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡ビッグバンの直後に形成された星や銀河を研究するための優れた技術。

私は 最果ての銀河を研究する天文学者 世界最先端の地上および宇宙望遠鏡を使用して宇宙を観察します。 ウェッブ望遠鏡からの新しい観測と重力レンズと呼ばれる現象を利用して、私のチームは 存在を確認した 初期宇宙で現在知られている最も暗い銀河。 JD1 と呼ばれるこの銀河は、宇宙が誕生してからわずか 480 億 4 万年、つまり現在の年齢の XNUMX パーセントだった頃の姿が見られます。

初期宇宙の簡単な歴史

宇宙の生涯の最初のXNUMX億年は、 進化の重要な時期。 ビッグバン後の最初の瞬間、物質と光は熱く濃厚な「スープ」の中で互いに結びついていた。 基本粒子.

しかし、ビッグバンから数秒後、宇宙は 極めて急速に拡大した。 この膨張により、宇宙は最終的に光と物質が「スープ」から分離できるほど冷却され、約 380,000 万年後には水素原子が形成されました。 水素原子は銀河間の霧として現れ、星や銀河からの光がなく、宇宙は暗闇でした。 この期間はとして知られています 宇宙の暗黒時代.

ビッグバンから数億年後に第一世代の星や銀河が到着すると、宇宙は非常に熱い紫外線にさらされました。 水素霧を燃やした、またはイオン化した. このプロセス 私たちが今日見ている透明で複雑で美しい宇宙を生み出しました。

私のような天文学者は、この水素の霧が燃え尽きた宇宙の最初のXNUMX億年を「宇宙の始まり」と呼んでいます。 再電離の時代。 この時代を完全に理解するために、最初の星や銀河がいつ形成されたのか、それらの主な特性は何なのか、すべての水素を焼き切るのに十分な紫外線を生成できたかどうかを研究します。

[埋め込まれたコンテンツ]

宇宙初期の微光銀河の探索

再電離の時代を理解するための最初のステップは、天文学者がこのプロセスの原因であると考えている銀河までの距離を見つけて確認することです。 光は有限の速度で進むため、望遠鏡に到達するまでに時間がかかります。 物体を過去の姿で見る.

たとえば、私たちの銀河系の中心である天の川からの光が地球に届くまでに約 27,000 年かかるため、私たちはそれを 27,000 年前の姿として見ることができます。 つまり、ビッグバン (宇宙の誕生から 13.8 億年) 後の最初の瞬間を遡りたい場合は、非常に遠くにある物体を探す必要があります。

この時代に存在する銀河は非常に遠くにあるため、非常に大きく見えます。 かすかで小さい 私たちの望遠鏡に到達し、その光のほとんどは赤外線で放射されます。 これは、天文学者がそれらを見つけるためにウェッブのような強力な赤外線望遠鏡が必要であることを意味します。 ウェッブ以前は、天文学者によって発見された遠方の銀河の事実上すべては、非常に明るくて大きかったのですが、それは単純に、私たちの望遠鏡が、より暗くて小さな銀河を観察できるほど感度が不十分だったからです。

しかし、はるかに数が多く、代表的であり、再電離プロセスの主な推進力となる可能性が高いのは、優秀な人々ではなく、後者の人々です。 したがって、これらの微光銀河は、天文学者がより詳細に研究する必要がある銀河です。 それは、背の高い少数の人々ではなく、集団全体を研究することによって人類の進化を理解しようとするようなものです。 微弱な銀河を私たちが見ることができるようにすることで、ウェッブは初期宇宙の研究に新たな窓を開けようとしています。

典型的な初期銀河

JD1 はそのような「典型的な」暗い銀河の XNUMX つです。 そうだった 2014年にハッブル宇宙望遠鏡で発見された 遠い銀河の疑いがあるとして。 しかし、ハッブルにはその距離を確認する能力も感度もありませんでした。経験に基づいた推測しかできませんでした。

小さくて近くにかすかな 銀河は時々遠くのものと誤解されることがありますしたがって、天文学者は、それらの特性について主張する前に、それらの距離を確認する必要があります。 したがって、遠方の銀河は確認されるまで「候補」のままです。 ウェッブ望遠鏡はついにこれらを確認する能力を持ち、JD1 はハッブルによって発見された非常に遠い銀河の候補をウェッブが確認した最初の大きな確認の XNUMX つでした。 この確認により、次のようにランク付けされます 宇宙初期にこれまでに見られた最も暗い銀河.

天文学者の国際チームであるJD1を確認するために、私はウェッブ社の近赤外線分光器を使用しました。 近赤外スペクトル、銀河の赤外線スペクトルを取得します。 このスペクトルにより、地球からの距離を正確に特定し、地球の年齢、地球が形成した若い星の数、地球が生成した塵や重元素の量を決定することができました。

重力レンズ、自然の虫眼鏡

ウェッブにとっても、自然の助けがなければ JD1 を見ることは不可能でしょう。 JD1 は、近くにある銀河団と呼ばれる大きな銀河団の背後に位置しています。 エイベル2744、その結合された重力の強さが JD1 からの光を曲げて増幅します。 重力レンズとして知られるこの効果により、JD1 は通常よりも大きく、13 倍明るく見えます。

[埋め込まれたコンテンツ]

重力レンズがなければ、ウェッブであっても天文学者は JD1 を観察できなかったでしょう。 JD1 の重力拡大とウェッブの別の近赤外線装置からの新しい画像の組み合わせ、 NIRCamにより、私たちのチームは銀河の構造を前例のない詳細さと解像度で研究することが可能になりました。

これは、天文学者である私たちが初期銀河の内部領域を研究できることを意味するだけでなく、そのような初期銀河が小さく、コンパクトで孤立した源なのか、それとも近くの銀河と合体して相互作用しているのかを判断し始めることができることも意味します。 これらの銀河を研究することで、私たちは宇宙を形作り、私たちの宇宙の故郷を誕生させた構成要素まで遡ることができます。

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

画像のクレジット： NASA/STScI

• SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
• PlatoData.Network 垂直生成 Ai。 自分自身に力を与えましょう。 こちらからアクセスしてください。
• プラトアイストリーム。 Web3 インテリジェンス。 知識増幅。 こちらからアクセスしてください。
• プラトンESG。 自動車/EV、 カーボン、 クリーンテック、 エネルギー、 環境、 太陽、 廃棄物管理。 こちらからアクセスしてください。
• プラトンヘルス。 バイオテクノロジーと臨床試験のインテリジェンス。 こちらからアクセスしてください。
• チャートプライム。 ChartPrime でトレーディング ゲームをレベルアップしましょう。 こちらからアクセスしてください。
• ブロックオフセット。 環境オフセット所有権の近代化。 こちらからアクセスしてください。
• 情報源： https://singularityhub.com/2023/08/13/looking-back-toward-cosmic-dawn-astronomers-confirm-the-faintest-galaxy-ever-seen/