カルテックのプレスリリースから：
水はどこにでもあります。宇宙で最も明るくて最も激しい物体の1つであるクエーサーを300兆兆マイルも離れたところから見ると、研究者たちは、世界の海のすべての水の少なくとも140兆倍の水蒸気の塊を発見しました合計すると、太陽よりも10万倍も重い。
クエーサーは遠く離れているため、その光が地球に到達するには120億年かかりました。したがって、観測結果は、宇宙がちょうど16億年前の時代を明らかにしています。 NASAのジェット推進研究所（JPL）の科学者であり、Caltechの客員であるMatt Bradfordは、次のように述べています。 「これは、非常に早い時期でさえ、水が宇宙全体に浸透していることの別のデモンストレーションです。」ブラッドフォードは、クエーサーの発見をAstrophysical Journal Lettersへの掲載が認められた別々の論文で説明した、天文学者の2つの国際チームの1つを率いています。
ここでブラッドフォードとチームの論文を読んでください。
クエーサーは、周囲のガスと塵の円盤を着実に消費している巨大なブラックホールによって駆動されます。クエーサーは食べると大量のエネルギーを放出します。どちらのグループの天文学者も、APM 08279 + 5255と呼ばれる特定のクエーサーを研究しました。このクエーサーは、太陽よりも200億倍も大きいブラックホールを抱え、1000兆の太陽と同じくらいのエネルギーを生成します。
天文学者は初期宇宙でも水蒸気が存在することを期待していたので、水の発見自体は驚きではありません、とブラッドフォードは言います。天の川の水のほとんどは氷の形で凍っているため、天の川には水蒸気があり、クエーサーよりも総量は4,000倍少なくなっています。
それにもかかわらず、水蒸気はクエーサーの性質を明らかにする重要な微量ガスです。この特定のクエーサーでは、水蒸気は数百光年（光年は約6兆マイル）に及ぶガス状領域のブラックホールの周りに分布し、その存在はガスが天文学的に異常に暖かく、高密度であることを示しています。標準。ガスは摂氏-53度（華氏-63度）で、地球の大気より300兆倍も密度が低いですが、天の川のような銀河で一般的なものよりも5倍高温で10から100倍密度が低くなります。
水蒸気はクエーサーを囲む多くの種類のガスの1つにすぎず、その存在はクエーサーがX線と赤外線の両方でガスを浴びていることを示しています。放射線と水蒸気の間の相互作用は、ガスの特性とクエーサーがそれにどのように影響するかを明らかにします。たとえば、水蒸気を分析すると、放射線が残りのガスをどのように加熱するかがわかります。さらに、水蒸気や一酸化炭素などの他の分子の測定では、ブラックホールが約6倍のサイズになるまで、ブラックホールにガスを供給するのに十分なガスがあることを示しています。これが起こるかどうかは明らかではない、と天文学者たちは言う。ガスの一部は結局星に凝縮するかもしれないし、クエーサーから放出されるかもしれないからだ。
ブラッドフォードのチームは、ハワイのマウナケア山の頂上近くにある10メートルの望遠鏡であるCaltech Submillimeter Observatory（CSO）でZ-Specと呼ばれる装置を使用して、2008年から観測を行いました。 Z-Specは非常に感度の高いスペクトログラフであり、絶対零度より0.06度以内の温度に冷却する必要があります。この装置は、赤外線とマイクロ波の波長の間にある、ミリ波帯と呼ばれる電磁スペクトルの領域の光を測定します。研究者による水の発見は、Z-Specのスペクトルカバレッジがこれらの波長で動作する以前の分光計のスペクトルカバレッジよりも10倍大きいためにのみ可能でした。天文学者たちは、南カリフォルニアのイニョ山にあるラジオ皿の配列であるミリ波天文学（CARMA）の研究のための結合配列で追跡観察を行いました。
この発見は、ミリメートルとサブミリメートルの波長で観測することの利点を強調していると天文学者たちは言う。この分野は過去20〜30年間で急速に発展し、この研究分野の可能性を最大限に引き出すために、天文学者（研究著者を含む）は現在、アタカマ砂漠に構築される25メートルの望遠鏡であるCCATを設計しています。チリで。 CCATは天文学者が宇宙で最も初期の銀河のいくつかを発見することを可能にします。水やその他の重要な微量ガスの存在を測定することにより、天文学者はこれらの原始銀河の組成を研究することができます。
2番目のグループは、Caltechの物理学の上級研究員でCSOの副所長であるDariusz Lisが率い、フランスアルプスの高原のブレ干渉計を使用して水を検出しました。 2010年、LisのチームはAPM 08279 + 5255のスペクトルでフッ化水素の痕跡を探していましたが、水の存在を示すクエーサーのスペクトルの信号を偶然に検出しました。信号は、水が高エネルギー状態から低エネルギー状態に移行するときに放出される放射線に対応する周波数でした。 Lisのチームは単一の周波数で信号を1つだけ見つけましたが、Z-Specの広い帯域幅はBradfordと彼の同僚が多くの周波数での水の放出を発見することを可能にしました。これらの複数の水の移行により、ブラッドフォードのチームはクエーサーのガスと水の質量の物理的特性を決定することができました。
