古代の謎の宇宙光、銀河とブラックホール形成理論に挑戦

TokyoNASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）は予想外の発見をしました。それは初期の宇宙から光り輝く非常に赤い天体を観測しました。これらの発見は、私たちの現在の銀河や巨大なブラックホールの形成に関する理解を問い直すものです。

ペンシルベニア州立大学の研究者たちと国際チームは、JWSTのNIRSpec装置を利用して、ビッグバン後6億から8億年の間に存在した3つの神秘的な天体を研究しました。彼らの研究成果は『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ』に6月27日付けで発表されました。

主な発見:

• 宇宙の初期に存在する古い星
• 非常に巨大な超大質量ブラックホール
• 数百光年程度の大きさの天体

このチームは、宇宙が誕生してからわずか6億から8億年しか経っていない時期に、何億年も前の恒星を持つ天体を発見しました。また、銀河系のブラックホールよりも100倍から1,000倍も重い超大質量ブラックホールも見つかりました。現在の科学モデルでは、これらの発見を完全には説明できません。

ペンシルベニア州立大学の研究者であるワン・ビンジエが研究を主導しました。「若い宇宙に古い星々が見つかるのは驚きです」とワンは述べています。同大学の教授であり共同著者でもあるジョエル・レヤは、「これらの星々は私のキャリアで見た中で最も奇妙です」と付け加えました。

研究者たちは光データを使用して、これらの天体がどれほど遠くにあるのか、またどのような種類の光を放っているのかを調べました。それによって、これらの天体が初期宇宙の銀河であることが確認されました。その銀河には、大きなブラックホールや古い星の兆候が見られました。

星の光とブラックホールの光を区別するのは難しいです。ワン氏によれば、現在のデータではこれを理解するのは難しいとのことです。この光は非常に古く大きな銀河から来ているか、非常に大きなブラックホールから発せられている可能性があります。

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これらのブラックホールは珍しい特性を持っています。通常よりも多くの紫外線を放射しています。また、熱い塵や強いX線放射のような典型的な兆候も示していません。

これらの銀河のサイズは異常で、幅がわずか数百光年しかありません。これは天の川銀河の約1000分の1の大きさです。しかし、その小ささにもかかわらず、同程度の数の星を含んでいます。レジャ氏は、「これらの初期の銀河には多くの星が詰まっています」と述べています。

研究者たちは、さらに観察を続け、詳しい測定を行い、対象物についての理解を深める予定です。これにより、特定の吸収パターンを特定することで、星やブラックホールからの光を区別する助けとなるかもしれません。

レジャは、斬新なアイデアが重要な発見につながる可能性があると述べました。「私たちの持つ情報は、完全には一致していません。私たちと科学界全体にとって欠けている卓越したアイデアが必要です」と彼は言いました。

この研究は、NASAの一般観測者プログラムとベルンにある国際宇宙科学研究所の資金提供を受けました。データは、NASA、ESA、CSAが共同で進めているプロジェクトであるジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使って収集されました。計算はペンシルベニア州立大学のRoarスーパーコンピュータで行われました。

多くの研究機関が参加したが、主なものにはマックス・プランク天文学研究所、Cosmic Dawn Center、ニールス・ボーア研究所、ジュネーブ大学、イェール大学、スタンフォード大学、プリンストン大学、ピッツバーグ大学、テキサスA&M大学、オブザーバトワール・ド・ソーヴェルニー、MITのカブリ宇宙物理学・宇宙研究所、コロラド大学、NSFの国立光学・赤外線天文学研究所、アリゾナ大学がある。