宇宙ベースと地上ベースの望遠鏡の最近の改善のおかげで、天文学者はこれまで以上に宇宙をより深く探査することができました。何十億年も前にさかのぼることで、私たちは銀河の形成と進化の歴史についての理論を試すことができます。残念ながら、非常に初期の宇宙を研究することは困難な作業であり、現在の楽器の能力を超えるものです。
しかし、ハッブル宇宙望遠鏡の能力と重力レンズ効果と呼ばれる技術を組み合わせることで、天文学者のチームは、ビッグバンからほんの数十億年後に星を作るのをやめたコンパクトな銀河を初めて発見しました。宇宙の非常に早い時期に存在するそのような銀河の発見は前例のないことであり、巨大な銀河がどのように形成され進化するかについての理論への大きな挑戦を表しています。
彼らの発見は、ジャーナルの6月22日号に掲載された「初期宇宙における巨大な死んだディスク銀河」というタイトルの研究で報告されました。 自然。研究で示されているように、チームはハッブルのデータに依存し、重力レンズ効果-銀河の大規模なクラスターがそれらを超えてより遠方の銀河の画像を拡大して伸ばす-をMACS 2129-1として知られている遠方の銀河を研究しました。
彼らが見つけたものは完全に予想外でした。ビッグバンからわずか30億年後の銀河の年齢を考えると、初期の銀河が合体することによって形成されていた混沌とした星の球が見られると予想していました。代わりに、彼らは銀河（天の川のような）が円盤状であることに効果的に死んでいることに気づきました-つまり、星の形成はすでにその中で停止していました。
天文学者がこれほど宇宙の早い段階でこれを見ることを期待していなかったので、これは驚きでした。さらに、宇宙で最も初期の「死んだ」銀河のいくつかが、円盤状の物体から進化して、宇宙雑誌で定期的に目にする巨大な楕円銀河になる方法を示す直接的な証拠が得られたのはこれが初めてでした。 。
ニールスボーアインスティテュートのダークコスモロジーセンターの研究者であり、この研究の筆頭著者であるSune Toftが説明したように、これは宇宙の初期に銀河がどのように進化したかを再考することを強制するかもしれません。
「この新しい洞察は、銀河がどのように早期に燃え尽き、局所的な楕円形の銀河に進化するかという宇宙論的文脈全体を再考するように私たちに強いる可能性があります。それらを解決することができなかったからです。」
以前の研究では、遠方の死んだ銀河は、最終的に進化した局所的な楕円銀河と構造が似ていると想定されていました。この研究の前は、現在の機器は宇宙までそれを見るには十分に強力ではないため、この仮説の確認は不可能でした。しかし、重力レンズ効果とハッブルの高解像度を組み合わせることで、トフトと彼のチームはこの死んだ銀河をはっきりと見ることができました。
ESOの超大型望遠鏡（VLT）からの回転速度測定と、クラスターレンズおよび超新星サーベイからのアーカイブデータとハッブル（CLASH）を組み合わせることで、銀河のサイズ、質量、および年齢と、その（正確な）を決定することができました。 ）星形成率。最終的に、遠方の銀河は銀河の3倍の大きさですが、サイズは半分であり、2倍以上の速さで回転していることがわかりました。
この銀河がなぜ星を形成しなくなったのかはまだ不明であり、より高度な機器を使用した追跡調査が必要になります。しかし、その間、いくつかの可能な理論があります。たとえば、MACS 2129-1の中心にある超巨大ブラックホールが銀河のガスを加熱して銀河から放出することにより、星の形成を阻害したアクティブな銀河核の結果である可能性があります。
あるいは、冷たいガスが銀河の中心に流れ込み、そこで急速に加熱されて圧縮されたため、冷却されて星を形成する雲が形成されなくなった可能性があります。しかし、これらのタイプの初期の死んだ銀河が今日私たちが目にする楕円銀河につながった可能性があるということになると、トフトと彼の同僚は彼らが答えを知っていると考えています。彼が説明したように、それは合併による可能性があります：
「これらの銀河が小さな伴侶との融合によって成長し、これらの小さな伴侶が多数、あらゆる種類の異なる角度から銀河にやって来る場合、これは最終的に銀河の星の軌道をランダム化します。また、大規模な合併も想像できます。これは間違いなく星の秩序だった動きも破壊するでしょう。」
今後数年で、Toftと彼のチームは、ジェームズウェッブ望遠鏡（2018年に打ち上げ予定）を利用して、より早期の死んだ銀河を探すことを望んでいます。そして、宇宙をより深く探査する能力を備えた天文学者は、初期の宇宙についてさらに多くのことが明らかになることを期待しています。
