MIT Tech Review: ビッグバンから6億年後の銀河を詳細観測、構造を解明＝名大など

フラッシュ2023年7月20日

ビッグバンから6億年後の銀河を詳細観測、構造を解明＝名大など
by MITテクノロジーレビュー編集部 [MIT Technology Review Japan]

名古屋大学や筑波大学らの国際共同研究チームは、「アルマ望遠鏡（アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計：ALMA）」を用いて宇宙誕生後6億年の時代の若い銀河を、高い解像度で捉えることに成功。同望遠鏡がとらえた塵と酸素の電波画像から、同銀河には暗黒星雲と散光星雲が互いに入り混じっており、活発な星々の誕生と超新星爆発の衝撃波によって作られた巨大な空洞「スーパーバブル」があることがわかった。

研究チームは今回、132億光年彼方の銀河「MACS0416_Y1」の高解像度観測をするため、アルマ望遠鏡のアンテナを直径3.4キロメートルの望遠鏡に相当する解像度が得られるように配置。28時間に及ぶ長時間の観測を実施した。

その結果、塵の出す電波と、酸素の出す電波の出所が別の場所であることが判明。これら電波はそれぞれ、暗黒星雲と散光星雲から放射されていると考えられており、散光星雲と暗黒星雲がお互いを避けあうように入り組んで分布していることがわかった。研究チームによると、暗黒星雲の内部で誕生した星々が周りのガスをイオン化し、散光星雲に変えている様子を観測しているのだという。

さらに、塵の分布から約1000光年に及ぶ巨大な空洞がある様子が見つかった。これまでの研究から、MACS0416_Y1は過去数百万年にわたって天の川銀河のおよそ100倍にも及ぶスピードで星を生み出しており、短命のうちに次々に超新星爆発を起こして衝撃で巨大な空洞「スーパーバブル」を作っている可能性が指摘されている。今回見つかった空洞は、このスーパーバブルである可能性があるという。

スーパーバブルはやがて破裂し、銀河内部の星間空間や銀河の外の広大な空間に星々の残骸（さまざまな元素や塵）を含むガスを撒き散らす。これらは、ふたたび暗黒星雲に取り込まれて次世代の恒星や惑星の材料となるだけでなく、銀河や銀河団の化学組成を変容させていく、いわば「宇宙の物質循環」を生み出す原動力となると考えられている。

宇宙初期の天体において星々の生と死に関わる星雲の姿を精細に捉えた今回の観測結果からは、銀河の誕生に関わる重要な手がかりが得られことが期待される。研究論文は、米国学術雑誌『アストロフィジカル・ジャーナル（The Astrophysical Journal）』に2023年7月13日付けで掲載された。

（中條）
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