ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡からの待望のデータにより、天文学者は時間をさかのぼって宇宙初期の銀河を発見できるようになりました。
月曜日 (1 月 9 日) にシアトルで開催された第 241 回アメリカ天文学会で共有された結果は、 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (Webb または JWST) はその可能性を十分に発揮しており、さらに多くのことが明らかにされるのを待っています。
NASAゴダードの天体物理学者、ジェーン・リグビー氏は、「今なら科学の成果をお伝えできますし、これらのプロットを作成することもできますが、1年前には何も知らなかったので、頭が少しぐるぐるしています」と語った。天文台の科学試運転を主導したメリーランド州の宇宙飛行センターは、本会議で次のように述べています。 「ミッションが完全に失敗するか、うまくいくかはわかりませんでした。」
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しかし、答えは明らかです。ミッションは機能します。 「これは良いニュースに他なりません。科学的要件は全面的に満たされているか、それを上回っています」と Rigby 氏は述べています。 「それはすべてとても豪華です」と彼女はミッションの科学について語った.
一方、科学者たちは、会議中の多くの講演でその研究の一部を共有し、月曜日の記者会見でも、JWST の非常に遠い場所の観測を強調しました。 銀河天文学者はこれを「高赤方偏移」と呼んでいます。
おそらく、これまでの JWST の研究から得られた最大の成果の 1 つは、天文学者が時間をさかのぼって調べることができるようにすることで、JWST が高赤方偏移とみなされるものを再定義しているということです。
NASAゴダードの天文学者ジェームズ・ローズ氏は、記者会見で、「高赤方偏移とは何ですか?それは私のキャリアを通じて常に動いている目標でした」と語った。 そして、JWST は確かにゴールポストをさらに外側に動かしました。
銀河にはさまざまな形態があります
JWST データを分析した 1 つの研究では、銀河がどのように形を変えるかを調べました。 の ハッブル系列 は、銀河を形状に基づいて 3 つの段階に分類します: 渦巻き状の若い銀河、レンズ状の遷移段階、および楕円形の古い銀河です。 しかし、科学者たちは、特に宇宙の最初の 30 億年の間に、いつ、どのようなプロセスによって、どのような形状が生じたのかを確信していません。
「もっと早い時期に銀河がどのようなものであったかを理解したいと考えています。銀河の最初のらせん状の腕の膨らみが実際に形成されたのはいつですか?」 ロチェスター工科大学の天体物理学者ジェイハン・カルタルテペ氏は記者会見で記者団に語った。 「要するに、ハッブル系列が実際に始まったのはいつですか?それはまだわかっていません。」
2022 年 6 月に収集された JWST データを使用して、Kartaltepe のチームは 850 個の超遠方銀河を分析し、ハッブル系列を模倣するために銀河をディスク、回転楕円体、または不規則性に分類しました。 研究者はまた、JWST からのデータを JWST からの同様の観測結果と比較しました。 ハッブル宇宙望遠鏡.
「JWSTでこれらの銀河を見たときに何が見えるか誰も本当に知らなかったという点で、結果は少し驚くべきものです」とKartaltepeは記者団に語った. 「ハッブルからは、あまり見えませんでした。汚れがあったとしても、まったく見えませんでした。」
ハッブルは、円盤として見た銀河の約 45% を分類できましたが、対象の大部分は分類不能または未解決でした。 「彼らはあまりにもかすかだったか小さすぎて、何も見ることができませんでした」と Kartaltepe は言いました。
JWST データを使用した同じ分類では、円盤のある銀河が 60% を占めることが示されました。 この増加は、天文台がより高い解像度で宇宙をさらに調査する能力のおかげである、と Kartaltepe 氏は述べた。
Kartaltepe 氏は、これまでに観測された最も遠い天体に言及し、「これまでに研究できた中で最も高い赤方偏移に至るまで、銀河のさまざまな形態が見られます」と述べています。 なぜなら 宇宙 は絶えず拡大しているため、非常に遠くにある物体からの光の波が引き伸ばされて、それらをより赤い側に移動させます。 電磁スペクトル.
研究者たちは、これらのより高い赤方偏移にあるいくつかの銀河が円盤を持っているはずであることを知っていましたが、非常に多くの円盤状の銀河を見て驚いていました。 将来の観測は、科学者が銀河の構造と進化の理解を深めるのに役立ちます。
「これらの赤方偏移で何千もの銀河のサンプルを実際に調べ始め、宇宙で最初の円盤とバルジが形成された時期を実際に定量化し始めることができます。」“、” カルタルテペは言った。
最も若い銀河の発見（化学的）
初期の JWST 観測を分析した別の新しい研究では、赤方偏移が 8 の 3 つの銀河 (130 億年以上前のものと見られます) を調べて、それらの組成と温度をよりよく理解しました。
プロジェクトの主任研究者であるRhoads氏は、「JWSTからの宇宙の夜明けにある銀河の最初の3つのスペクトルの中で、これまでで最も化学的に原始的な銀河である可能性があるものを発見しました。
Rhoads と彼の同僚は、酸素がほとんど存在しないことを発見しました。 天の川 そして、これまでに銀河で測定された酸素存在量の中で最も低いものです。 科学者たちはまた、これらの銀河が非常に若いことを示唆する多くの水素を発見し、これらの銀河のガスが非常に熱く、おそらく天の川の同様のガスの温度の2倍であることを確認しました.
Rhoads 氏によると、これらの銀河は「非常に小さく」、主に若い人々をホストしています。 出演者. さらに、光の多くは、星の表面ではなく、輝くガス雲から来ていました。 これらのプロパティは、いわゆる グリーンピース銀河、天文学者は、初期の宇宙の銀河の良い類似物であると信じています.
グリーンピース銀河の会議で、Rhoads 氏は記者団に対し、「彼らは珍しく、興味深く、研究するのがとても楽しい」と語った。 そして、近くの宇宙では、それらは非常にまれです.
ステファンのクインテットを通して衝撃波をより深く見ていきます
本日発表された他の調査結果では、研究者は銀河の衝撃波がどのように暖かい水素ガスと冷たい水素ガスに影響を与えたかを明らかにしました。 ステファンのクインテット.
侵入銀河が毎秒 435 ～ 620 マイル (700 ～ 1,000 キロメートル) の速度でステファンズ クインテットに衝突し、音速よりも速くグループを通過する衝撃波を引き起こします。 しかし、NASA の現在は引退したものを使用した以前の研究 スピッツァー宇宙望遠鏡 カリフォルニア工科大学赤外線処理分析センター (IPAC) の上級科学者、フィリップ・アップルトン氏プロジェクトの主任調査官は記者会見でこう語った。
アップルトン氏によると、衝撃波が冷たい星間物質の塊に衝突し、衝撃の背後にある高温のガスの矢面に立たされ、雲が小さな雲のように粉々になったということです。
「これらの新しい観察は、いくつかの答えを与えてくれましたが、最終的には、まだわかっていないことがどれだけあるかを示しました」とアップルトンは言いました. 声明. 「本質的に、私たちは物語の一方の側を手に入れました。今はもう一方の側を手に入れる時です。」
より高い赤方偏移で明らかになった多数の候補銀河
JWST によって明らかにされた多数の超遠方の候補銀河が証明するように、JWST は天文学者がハッブルの能力をはるかに超えることを可能にしました。 これらの観測のいくつかで、研究者は赤方偏移が 11 を超える多数の銀河を検索し、発見しました。 ビッグ・バン.
候補を評価する際には通常のことですが、特定された 87 の候補の一部は、さらなる分光観測中に偽物であることが判明する可能性があります。 しかし、たとえ科学者が発見のごく一部を確認できたとしても、「初期宇宙における銀河形成の以前の写真は修正されなければならない」と、ミズーリ大学コロンビア校の天文学者で研究の筆頭著者である Haojing Yan は述べた。 . 記者会見中。
銀河の進化におけるブラックホールの役割
JWST は、天文学者が近くの銀河の中心を覗き込むのにも役立っています。 たとえば、研究者は NGC 7469 銀河その中心には活発な超大質量ブラック ホールがあり、激しい星形成の輪に囲まれています。
「ブラックホールがホスト銀河の星とガスの内容に実際に影響を与えるかどうか、またどのように影響するかを理解するための理想的な実験室です」と、この研究の主任科学者であり、カリフォルニア大学アーバイン校の天文学者であるビビアン U 氏はニュースの中で述べました。会議です。
ハッブルの NGC 7469 の観測では、暗い塵が星からの可視光を覆い隠していることが示されましたが、U 氏は、その赤外線ビジョンのおかげで、JWST は「塵が邪魔にならなくなった今、光プロファイルのはるかに滑らかなバージョンを提示している」と述べました。
チームはまた、塵のために以前は隠れていた非常に若い星形成領域を発見した、と U は述べた.
銀河に関する詳細な新しい情報は、さまざまな温度でのさまざまなガスの分布をより明確に示しています。 この情報を使用して、チームは、銀河の中心にある超大質量ブラックホールが、周囲の星間媒体に衝撃波を送っている高速で高度にイオン化された風を駆り立てていることを発見しました。
「これは、この銀河の中心にある超大質量ブラックホールが私たちに風を吹き込んでいるという直接的な証拠を私たちに与えています.[ing] ブラックホールと銀河がどのように共進化するかを理解するために。」
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