NASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が撮影した画像を分析した研究者らは、宇宙初期の銀河はサーフボードやヌードルのように平らで細長いものが多く、円形であることはほとんどないことを発見した。

NASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、宇宙初期の銀河の多くは丸い形ではなく、サーフボードや麺のような細長い形に似ていたことを発見した。この発見は、CEERS 調査によって撮影された近赤外線画像の分析に基づいており、初期銀河の構造に関する重要な発見を示し、ハッブル宇宙望遠鏡によって提供される洞察を拡張します。出典: NASA、ESA、CSA、STScI、Steve Finkelstein (UTAustin)、Micaela Bagley (UTAustin)、Rebecca Larson (UTAustin)

「私たちが研究している銀河の約 50 ~ 80 パーセントは、二次元では平らに見えます」と筆頭著者で、ニューヨークのコロンビア大学の NASA ハッブル研究員であるビラージ・パンディア氏は説明しました。 「ヌードルやサーフボードのように見える銀河は、初期の宇宙では非常に一般的であるようですが、近くではそれほど一般的ではないため、これは驚くべきことです。

研究チームは、宇宙進化早期放出科学(CEERS)調査として知られるウェッブ氏が提供した広範囲の近赤外線画像に焦点を当て、宇宙が誕生してから6億年から60億年の頃に存在したと推定される銀河を選び出した。

遠方の銀河のほとんどはサーフボードやヌードルのように見えますが、フリスビーやバレーボールのような形をしている銀河もあります。 「バレーボール銀河」または球状銀河は、宇宙の「海」の中で最もコンパクトなタイプであり、最も一般的には発見されていません。空飛ぶ円盤はサーフボードや地平線上のスパゲッティ銀河と同じくらいの大きさですが、近くの宇宙では海岸に近い場所でより一般的です。 (下の画像で比較してください)。

Pandya のチームは、上に示した 3 次元オブジェクトや断面など、4 つの主要な分類を特定しました。頻度の低いものから高いものの順に並べられています。

左上では、ウェッブの調査により、初期の宇宙ではまれであったが今日では一般的となっている、球体またはバレーボールのような形をした銀河という分類が明らかになりました。右上はフラット ディスクまたはフライング ディスクですが、こちらの方がわずかに一般的です。

初期の主要な銀河の形状は、左下のサーフボードや右下のヌードルのように、平らで細長いように見えます。彼らがこれまでに研究したすべての遠方銀河のうち、これら 2 つの形状は約 50 ~ 80 パーセントを占めています。これらの形状は近くの銀河では一般的ではないため、驚くべきことです。出典: NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted (STScI)、VirajPandya (コロンビア大学)、HaowenZhang (アリゾナ大学)、Lucy Reading-Ikkanda (シモンズ財団)

数十億年前に時計の針を戻すことができたら、天の川はどのカテゴリーに属するでしょうか? 「私たちの最も有力な推測は、それはサーフボードに似ているのではないかということです」と、共著者でアリゾナ大学ツーソン校の博士課程学生、ハオウェン・チャン氏は言う。 「この仮説はウェッブ望遠鏡から得られた新たな証拠に部分的に基づいている。理論家たちは『時計を戻す』ことによって数十億年前の天の川の質量を推定しており、それは当時の天の川の形状と相関している。」

これらの遠方の銀河は、私たちのようなより重い銀河の前駆体である近くの渦巻銀河や楕円銀河よりもはるかに質量が小さいです。 「初期の宇宙では、銀河の成長時間ははるかに短かった」と共著者であるコロンビア大学のカールテイク・アイヤー氏とNASAハッブル研究員は述べた。 「初期銀河の他のカテゴリーを特定するのは興味深いことです。現在、分析すべきことがたくさんあります。私たちは現在、銀河の形状とその外観の関係を研究し、銀河がどのように形成されたかをより詳細に予測できるようになりました。」

私たちの天の川銀河の中心には超大質量ブラックホールがあり、その周囲を黄色がかった古い星々の中央の膨らみに囲まれています。さらに、若い星、新しく形成された星、そして暗い塵チャネルで満たされた青い渦状腕があります。出典: NASA および STScI

ウェッブ望遠鏡の感度、高解像度画像、赤外光の専門知識により、チームは多くの CEERS 銀河の特徴を迅速に特定し、その 3 次元幾何学的モデルを構築することができました。パンディア氏はまた、NASAのハッブル宇宙望遠鏡を使った天文学者による広範な研究がなければ、彼らの研究は不可能だったと述べた。

ハッブルは何十年にもわたって、1995 年の最初の「深宇宙」観測に始まり、宇宙集合体近赤外線深部銀河系外遺産観測という画期的な観測を続けて、初期の銀河のいくつかの画像で私たちを驚かせてきました。このような深空調査ではより多くの統計データが得られ、天文学者が宇宙時間全体を通じて遠方の銀河の強力な 3 次元モデルを作成するのに役立ちます。現在、ウェッブ氏はこうした取り組みの強化を支援し、ハッブルの届かない遠方の銀河に関する豊富なデータを追加し、初期宇宙をこれまで以上に詳細に明らかにしている。

海の波に似た初期宇宙のウェッブの画像は、新たな証拠を提供する。カナリア諸島天体物理学研究所の研究科学者、マーク・ウエルタス・カンパニー氏は、「ハッブルはすでに大きな銀河を観測しているが、研究者らは依然として疑問に思っていた。赤外光に敏感であれば、より詳細に示したほうがよいだろうか?ウェッブ氏は、ハッブルが同時に観測した銀河の追加の特徴を見逃さなかったことを確認した。さらにウェッブ氏は、同様の形状をしたさらに多くの遠方の銀河も詳細に示した」と説明した。

私たちの知識にはまだギャップがあります。研究者は、遠方の銀河の特性と正確な位置をさらに改良するためにウェッブからのより大きなサンプルサイズを必要とするだけでなく、遠方の銀河の正確な形状をよりよく反映するためにモデルの調整と更新にも多くの時間を費やす必要があります。 「これらは初期の結果にすぎない」と共著者でメイン州ウォータービルのコルビー大学准教授エリザベス・マクグラス氏は語った。 「何が起こっているのかを正確に把握するには、データをさらに詳しく調べる必要がありますが、これらの初期の傾向には非常に興奮しています。」

コンパイルされたソース: ScitechDaily