「驚くべき」：ジェームズ・ウェッブ望遠鏡が古代宇宙で最も化学的に原始的な銀河を特定

その偉大な功績の一つが、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡これにより、科学者たちは 10 億年も経たない初期の宇宙に存在した銀河を観察することで、天文学の限界を押し広げることができました。ビッグバン。この時期のマシンは、再イオン化の時代、天文学者が「宇宙の暗黒時代」と呼んだ時期と一致します。ビッグバンから 38 万年から 10 億年後のこの期間、宇宙は中性水素で満たされ、現在目に見えるすべての光源は従来の望遠鏡の限界を超えて赤方偏移しています。

ウェッブの高度な赤外線機器と分光計のおかげで、科学者はこのベールの向こう側を覗いて、宇宙論の初期の時代から銀河がどのように進化してきたかを知ることができるようになりました。最近の発見では、国際的な天文学者チームがウェッブと重力レンズ技術を使用して、ビッグバンから 8 億年後に存在した非常に暗い銀河である LAP1-B の珍しい光景を撮影しました。ウェッブの分光計を使用して、研究チームはこの銀河の特徴を明確に特定することができ、これまでに観測された初期宇宙の中で最も金属の少ない銀河であることが明らかになった。

ビッグバン直後、宇宙には水素やヘリウムなどの軽い元素だけが存在し、生命に必要な元素（炭素、酸素など）は存在しませんでした。これらの元素は、第一世代の星 (集団 3) の内部で形成され、その後、これらの星が成長するにつれて分散しました。超新星そして彼らの外層を吹き飛ばした。何十年もの間、天文学者はこれらの星を見つけて、より重い元素が宇宙に種をまき始めた瞬間を見ることができることを望んでいました。集団IIIの星が存在する最も初期の銀河は非常に小さくて暗く見えるため、これは問題でした。

その結果、分光法を使用してそれらの化学組成を決定することは、これまでほぼ不可能と考えられてきました。中島氏の研究は、JWSTスペクトルを画像に追加することでLAP1-Bの初期検出に基づいており、記録的な低酸素存在量（太陽の1/240）を明らかにした。高い炭素対酸素比と支配的な暗黒物質ハローを組み合わせると、これらの発見は、LAP1-B が天の川銀河の近くで見つかった化石銀河の祖先であることを示唆しています。天文学者たちはこれらの「始祖」銀河を探し続けており、LAP1-B は銀河形成の初期段階への歴史的な窓となっています。

研究チームは、重力レンズの役割を果たし、LAP1-Bからの光を100倍に増幅する介在銀河団の存在によって助けられた。30時間の観測と詳細な分光を経て、チームは最終的にこの銀河の化学存在量を特徴付けることができた。化学的に原始的なことに加えて、この銀河の炭素と酸素の比率は、集団 III のスターバーストに分散した物質の理論的予測とほぼ一致しています。

その独特の化学組成と合わせて、この銀河は、今日天の川銀河の近くで見つかっている「極微光矮星銀河 (UFD)」とほぼ完璧に一致します。研究チームの一員である大内正美教授（国立天文台/東京大学）は、「UFDは単なる最も暗い銀河ではなく、120億年以上前の古い星で構成されており、しばしば『宇宙の化石』と形容されます」と述べた。 LAP1-B。 LAP1-B が、私たちがただ想像していた「祖先」とまったく同じに見えることは、大きな驚きです。それは、なぜこれらの宇宙の化石が現在の形で生き残ったのかという謎を解くのに役立ちます。」