ウェッブ望遠鏡が宇宙の最も遠い有機分子を検出

Jan 20, 2024

天文学者の国際チーム複雑な有機分子を検出しましたNASA のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して、これまでで最も遠い銀河を観察しました。

煙、すす、スモッグとして地球上でよく知られているこの分子の発見は、大紀元の初期であっても新しい星の誕生と密接に関係する複雑な化学を理解するのに役立つウェッブの力を証明しています。宇宙の歴史。 少なくとも銀河に関しては、新しい発見は煙があるところには火があるという古い格言に疑問を投げかけた。

テキサス A&M 大学の天文学者ジャスティン・スピルカーとその共同研究者らは、ウェッブ望遠鏡を使用して、120 億光年以上離れた銀河内に有機分子を発見しました。 その距離が非常に遠いため、天文学者によって検出された光は、宇宙が誕生してから 15 億年未満、つまり現在の年齢の約 10 パーセントに過ぎなかったときに旅を始めました。 この銀河は、2013 年に米国科学財団の南極望遠鏡によって初めて発見され、それ以来、電波望遠鏡アルマ望遠鏡やハッブル宇宙望遠鏡を含む多くの天文台によって研究されてきました。

スピルカー氏は、今週ネイチャー誌に報告されたこの発見は、重力レンズと呼ばれる現象の助けを借りて、ウェッブと運命の力の組み合わせによって可能になったと指摘している。 もともとアルバート・アインシュタインの相対性理論によって予測されたレンズ現象は、地球上の私たちの視点から 2 つの銀河がほぼ完全に並んでいるときに起こります。 背景の銀河からの光は、前景の銀河によって引き伸ばされ、アインシュタイン リングとして知られるリング状の形状に拡大されます。

「ウェッブの驚くべき能力と自然の『宇宙虫眼鏡』を組み合わせることで、他の方法よりもさらに詳細に見ることができました」とテキサスA&M物理天文学部の助教授であり、ジョージ・ワシントン大学のメンバーでもあるスピルカー氏は語った。 P.とシンシア・ウッズ・ミッチェル基礎物理学・天文学研究所。 「実際、このレベルの倍率こそ、私たちがウェッブを使ってこの銀河を観察することに最初に興味を持ったきっかけでした。なぜなら、この倍率によって、他の方法では決して見ることのできなかった、初期の宇宙の銀河を構成するものの豊かな詳細をすべて見ることができるからです。 」

ウェッブのデータは、スモッグや煙に似た大きな有機分子の明らかな特徴を発見した。これらは、大気汚染の主要な原因となっている地球上での同じ発がん性炭化水素排出の構成要素である。 しかし、スピルカー氏は、銀河の煙信号が宇宙の生態系に及ぼす悲惨さはそれほど深刻ではないと主張する。

「これらの大きな分子は、実際には宇宙ではかなり一般的です」とスピルカー氏は説明した。 「天文学者たちは、これらの分子は新しい星が形成されている良い兆候だと考えていました。これらの分子が見える場所ならどこでも、赤ちゃん星もすぐそこに輝いていました。」

スピルカー氏によると、ウェッブ氏の新たな結果は、この考えが初期宇宙では正確には当てはまらない可能性があることを示しているという。

「ウェッブからの高解像度画像のおかげで、煙はあるが星が形成されていない領域や、新しい星が形成されているが煙が存在しない領域が多数見つかった」とスピルカー氏は付け加えた。

チームのウェッブ観測の技術開発を主導したイリノイ大学アーバナ・シャンペーン大学院生のケダール・ファドケ氏は、天文学者らがウェッブを利用して前例のない可能性を秘めた広大な宇宙空間を結び付けていると指摘した。

「このような発見はまさにウェッブが行うために作られたものであり、宇宙の初期段階を新しく刺激的な方法で理解するというものです」とファドケ氏は語った。 「スモッグや煙など、私たちが好まない形で現れたとしても、地球上でよく知られている数十億光年離れた分子を識別できることは驚くべきことです。また、これは驚くべきことについての力強い声明でもあります。これまでになかったWebbの機能を提供します。」

チームのリーダーには、NASA ゴダード宇宙飛行センターの天文学者ジェーン・リグビー、イリノイ大学教授ホアキン・ヴィエイラ、そして世界中の数十人の天文学者も含まれています。

この発見は、ウェッブ氏による初期宇宙における複雑な分子の最初の検出であり、スピルカー氏はこれを終わりではなく始まりとみなしている。

「ウェッブ望遠鏡はまだ初期段階にあるので、天文学者たちはウェッブ望遠鏡が私たちのためにできる新しいことをすべて見ることに興奮しています」とスピルカー氏は語った。 「宇宙の歴史の初期に銀河内で煙を検出しましたか? ウェッブはこれを簡単に示しています。これが可能であることを初めて示したので、どこに煙があるのか​​が本当に真実かどうかを理解することを楽しみにしています」煙があれば、火があります。もしかしたら、このような複雑な分子が宇宙の真空中で形成される時間がまだないほど若い銀河を見つけることさえできるかもしれません。そのため、銀河はすべて火であり、煙はありません。唯一の方法です。確かに知るには、もっと多くの銀河、できればこの銀河よりさらに遠い銀河を観察することです。」

- このプレスリリースはもともとテキサス A&M 大学の Web サイトに掲載されたものです