天文学者たちは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して、宇宙のすべての銀河を結ぶ巨大な構造である宇宙の網のこれまでで最も詳細な地図を作成しました。カリフォルニア大学リバーサイド校が率いる研究チームは、この大規模なネットワークを、宇宙が誕生してからわずか約10億年の初期の状態まで追跡しました。
コズミックネットワークは宇宙の巨大な骨格であり、「ボイド」と呼ばれる巨大な近宇宙領域を取り囲む、暗黒物質やガスからなる巨大な繊維状構造やシート状構造で構成されています。これらの構造は共に、宇宙の大規模な構造を形成し、遠く離れた銀河や銀河団を結び付けています。研究結果は Astrophysical Journal に掲載されており、ウェッブ望遠鏡史上最大の空調査プロジェクトである COSMOS-Web に基づいています。科学者たちは調査データを使用して、137 億年の宇宙の歴史にまたがるこの相互接続されたネットワークの中で銀河がどのように形成され、進化したかを研究しました。
ウェッブ望遠鏡は、2021 年の打ち上げ以来、その卓越した感度と画像の鮮明さで天文学研究に革命をもたらしてきました。その赤外線機器は、初期の望遠鏡では見えなかったかすかな遠くの銀河を検出できるため、科学者は宇宙の初期に遡り、宇宙の塵雲を通して覗き込むことができます。これらの機能を最大限に活用するために、国際チームは、ウェッブ望遠鏡用に選ばれた最大の万能観測者プログラムである COSMOS-Web プロジェクトを開発しました。この調査は、ほぼ満月 3 個分の大きさの空の連続した領域をカバーしており、特に宇宙の網の地図を作成するように設計されています。
「ウェッブ望遠鏡は宇宙についての私たちの理解に革命をもたらしました。COSMOS-Web は最初から、宇宙の網を観察するために必要な広くて深い視点を提供するように設計されました」と、カリフォルニア大学リバーサイド校とカーネギー天文台の大学院生で筆頭著者のホセイン・ハタムニヤ氏は述べています。 10億年前の宇宙の誕生から近くの宇宙まで、宇宙時間にわたる銀河団や繊維状構造における銀河の進化を研究することが初めて可能になった。 「いわゆる近傍宇宙とは、地球から約10億光年以内の領域を指します。1光年は約5兆8800億マイルで、光が1年間に進む距離を測定するために使用されます。」
カリフォルニア大学リバーサイド校の物理学と天文学の高名教授であり、カタムニヤ氏の指導者であるバハラム・モバサー氏は、新しいウェッブのデータは、これまでのハッブル宇宙望遠鏡の観測よりも大規模な宇宙構造のより詳細な図を提供すると述べた。 2 つのデータセットを比較すると、かつては一緒にぼやけていた多くの構造が、現在では明確に分離され、より詳細に研究できることが明らかになります。 「深度と解像度の向上は非常に重要です」とモーバセル氏は述べています。 「私たちは今、宇宙が誕生してからわずか数億年しか経っていなかった時代、ウェッブ望遠鏡が登場するまではほとんどアクセスできなかった時代の宇宙ネットワークを見ることができるようになりました。以前は単一の構造のように見えていたものが、今では多くの構造に分解され、以前は平滑化されていた細部がはっきりと見えるようになりました。」
Khatamniya 氏は、この改善はウェッブ望遠鏡の 2 つの重要な利点の組み合わせによるものであると説明しました。 「この望遠鏡は、空の同じ領域にあるさらに多くの暗い銀河を検出し、これらの銀河までの距離がより正確に測定されます。」と彼は言いました。 「したがって、各銀河を宇宙時間の正しいスライスに配置することができ、それによって地図の解像度が向上します。」
COSMOS プロジェクトのオープン サイエンスの伝統を引き継ぎ、研究チームは大規模な構造マップを公開しています。 「地図の作成に使用されたデータ処理パイプライン、16万4,000個の銀河とその宇宙密度の星のカタログ、数十億年にわたる宇宙ネットワークの進化を示すビデオはすべて一般公開されている」とマウバセル氏は述べた。この研究には、米国、デンマーク、チリ、フランス、フィンランド、スイス、日本、中国、ドイツ、イタリアの科学者も参加しており、欧州連合のHorizon 2020研究革新プログラムからの資金援助によって支援された。