8月 20, 2022

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1週間後、天文学者は銀河をより深く発見しました

1週間後、天文学者は銀河をより深く発見しました

ズーム / ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡は、初期の銀河を発見するという約束を果たし続けています。

NASA

ウェッブ宇宙望遠鏡からのデータは、過去数週間で天文学者の手に渡っただけですが、彼らはこれを何年も待っていて、分析が行われているようです。 その結果は、新しい発見が私たちの宇宙を生み出したビッグバンにはるかに近い形で形成された物体を発見したので、昔のレースのようでした。 先週、 これらの検索の1つ 存在していた銀河はビッグバンから4億年も経たないうちに出現しました。 今週、新しい分析により、宇宙の出現からわずか2億3300万年後に出現した銀河が明らかになりました。

この発見は、より一般的な質問に答えるために設計された作業の幸せな副産物です。ビッグバン後のさまざまな時点でいくつの銀河が見られると予想されますか?

過去にさかのぼる

先週報告したように、初期の宇宙は、水素をイオン化するのに必要なエネルギーよりも多くのエネルギーを運ぶ波長の光に対して不透明でした。 このエネルギーはスペクトルの紫外線部分にありますが、宇宙の130億年の膨張によって引き起こされた赤方偏移は、このカットオフポイントをスペクトルの赤外線部分にシフトしました。 この時から銀河を見つけるには、より短い赤外線波長では見えないが(つまり、光が水素カットオフポイントを超えていた)、より低いエネルギー波長で現れる物体を探す必要があります。

赤外線で見えるものと見えないものの境界が深いほど、赤方偏移が強くなり、オブジェクトが遠くなります。 オブジェクトが遠ければ遠いほど、ビッグバンに時間が近づきます。

これらの銀河の研究は、それらの個々の特性について何かを教えてくれます。 しかし、初期の銀河の大規模なグループを特定することは、それらがどれだけ早く形成されたかを判断し、宇宙の過去の特定の時間に発生した銀河のダイナミクスの変化を特定するのに役立ちます。 目に見える物体の周波数のこの経時変化は「光度関数」と呼ばれ、初期の銀河の光度関数を説明するためにいくつかの作業が行われています。 しかし、最初の銀河の赤外線波長は地球の大気に吸収されるため、宇宙から画像化する必要があります。 これは、ウェッブ望遠鏡の設計目標の1つでした。

新しい研究は、ビッグバンの直後に(天文学的に言えば)形成された銀河の光度関数を調べることに焦点を合わせました。 しかし、初期の銀河のカタログを作成するとき、研究者はこれまでに撮影された中で最も古い銀河のように見えるものを発見しました。

仕事の選択

研究者たちは、2つのデータソースを使用して、異なる時点での銀河の外観を再構築しました。 1つは、赤外線望遠鏡(ESAの 望遠鏡の眺望)とスピッツァー宇宙望遠鏡はどちらも、ビッグバンから約6億年以上経った現在、地球に到達する光を生成したときに比較的古い銀河を画像化したものです。 論文で分析されたデータセットを含む、Webbによって生成されたその他の埋め込みデータ 報告してください そしてその地域はで撮影されました 最初の公開画像リリース。 すべての場合において、研究者は同じものを探しました:より長い赤外線波長で存在したが、より短いものでは存在しなかったもの。

チームは全部で55個の遠方の銀河を特定しましたが、そのうち44個はこれまで観測されていませんでした。 それらの39はWebデータからのものであり、その数には先週特定された2つの古代銀河が含まれています。 赤方偏移が大きい場合、1つまたは2つの銀河のみに基づいているため、数値は特に正確ではありません。 しかし、一般的に、ビッグバンから数億年以内に、急激な変化や切り傷がなく、目に見える物体が徐々に減少する傾向にあります。

しかし、驚くべきことは、非常に大きな赤方偏移にある銀河のデータがあることです(z = 16.7、このことを理解している人にとって)。 これにより、ビッグバンから2億5000万年も経っていません。 この距離は、オブジェクトが表示される最初の波長フィルターが非常に暗いように見えるという事実に一部依存しており、フィルターが許可する波長では暗いことを示しています。 これは、水素によって誘発された光のカットオフがフィルターバンドの端の近くにあることを示しています。

先週説明された遠方の銀河のように、それはまた、星の形で物質の十億の太陽に相当するように見えます。 研究者たちは、ビッグバンから1億2000万年後に星を形成し始めた可能性があり、確かに2億2000万年前までに星を形成し始めたと推定しています。

研究者たちは、この新しい銀河が本当の発見であると確信しています。「徹底的な研究の結果、現在、新しい赤方偏移銀河以外に、この天体についての合理的な説明を見つけることができません。」 そして、以前の銀河の発見の2番目の独立した確認を追加することにより、それらの発見に対する私たちの信頼を大幅に高めます。 これらすべては、新しい望遠鏡が、少なくとも初期の銀河に関しては、約束を果たしていることを示唆しています。

ここでの大きな問題は、これらの初期の銀河内の構造を画像化できるポイントまでオブジェクトを拡大できる可能性がある、レンズの高い領域に向けられたときに何が表示されるかです。 おそらくすでにそれを行っていますが、arXivファイルに説明が表示されるのを待つ必要があります。

arXivファイル。 抄録番号: 2207.12356 ((arXivについて)。

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