銀河の形成に関する現在の理論は、星の球状星団のサイズから始まり銀河の星団で終わる、小さな実体のますます大きな構造への階層的融合に基づいています。このシナリオによれば、若い宇宙には巨大な銀河は存在しないと想定されています。
ただし、このビューは今修正する必要があります。 Paranalの超大型望遠鏡でマルチモードFORS2装置を使用して、イタリアの天文学者のチームは4つの遠隔銀河を特定しました。これらは、天の川銀河より数倍重いか、現在の宇宙で最も重い銀河と同じくらい重いものです。これらの銀河は、宇宙がまだ約20億年前、つまり約12億年前に形成されたに違いありません。
新しく発見された天体は、これまで発見されていない古い巨大銀河の集団のメンバーである可能性があります。
そのようなシステムの存在は、大規模な楕円銀河の形成が現在の理論から予想されたよりも早い宇宙ではるかに速かったことを示しています。
階層的マージ
銀河は宇宙の島のようなもので、星と塵とガスの雲でできています。サイズや形が異なります。天文学者は通常、渦巻銀河（私たちの天の川、NGC 1232または有名なアンドロメダ銀河など）と楕円銀河を区別します。楕円銀河は主に古い星を含み、塵やガスがほとんどありません。いくつかの銀河は、渦巻き状と楕円状の中間にあり、レンチキュラーまたはスフェロイド銀河と呼ばれています。
銀河は形が異なるだけでなく、サイズも異なります。一部の銀河は、天の川の恒星の球状星団と同じくらい軽い（つまり、数百万の太陽に相当する）場合もあれば、それよりも重い場合もあります。百万の太陽。現在、宇宙の星の半分以上が巨大な回転楕円体銀河に位置しています。
現代の天体物理学と宇宙論の主な未解決の問題の1つは、銀河が初期の宇宙を満たした原始ガスから始まり、いつ、どのように形成および進化したかです。最も人気のある現在の理論では、ローカルユニバースの銀河は比較的ゆっくりとしたプロセスの結果であり、小さくて軽い銀河が合体して次第に大きくて重い銀河を構築します。このシナリオでは、「階層的マージ」と呼ばれ、若い宇宙には質量の少ない小さな銀河が住んでいましたが、現在の宇宙には、大きくて古い巨大な銀河が含まれています。これは、遅い組み立てプロセスの最終段階で形成される最後の銀河です。
このシナリオが真実であれば、若い宇宙で巨大な楕円銀河を見つけることはできません。あるいは、言い換えれば、光の速度が有限であるため、そのような巨大な銀河は私たちから遠く離れているべきではありません。そして実際、これまで、ほとんど楕円形銀河は、ほぼ10年前に発見された赤方偏移1.55の電波銀河以外には知られていませんでした。
K20調査
銀河の形成プロセスをよりよく理解し、階層的なマージシナリオが有効かどうかを検証するために、イタリア人とESOの天文学者のチームは、ESOの超大型望遠鏡を「タイムマシン」として使用して、非常に離れた楕円銀河を検索しました。ただし、これは簡単なことではありません。古い星と赤い星が含まれている遠方の楕円銀河は、光の大部分がスペクトルの赤外部分に赤方偏移するため、実際には光学波長では非常にかすかな天体でなければなりません。したがって、遠方の楕円銀河は、最大の望遠鏡であっても最も困難な観測目標の1つです。これは、1.55 redshiftレコードが非常に長く続いている理由でもあります。
しかし、この挑戦は研究者を止めませんでした。彼らは、VLTのマルチモードFORS2装置を使用して、K20フィールドとして知られている52 arcmin2（または満月の面積の約1/10）の空の領域で見つかった546個のかすかな物体のサンプルについて、深光学分光法を取得しました。 GOODS-Southエリアと一部重複しています。彼らの忍耐力は報われ、1.6から1.9の赤方偏移を持つ4つの古くて巨大な銀河の発見によって報われました。これらの銀河は、宇宙が現在の年齢13億7千万年の約25％しかなかったときに見られます。
銀河の1つについて、K20チームは、ESO / GOODSチームが取得したGOODS-South領域で公開されているスペクトルのデータベースからも恩恵を受けました。
銀河の新しい集団
したがって、新しく発見された銀河は、宇宙が約35億年前、つまり10億年前に発見されました。しかし、取られたスペクトルから、これらの銀河には10億から20億年の年齢の星が含まれているようです。これは、銀河がそれに応じてより早く形成されたはずであり、宇宙が1億5億から2億5千万年前に誕生した瞬間に、それらの銀河が本質的に組み立てられたに違いないことを意味します。
銀河は10億の太陽質量を超える質量を持っているように見え、したがって、現在の宇宙で最も巨大な銀河に似たサイズの銀河です。ハッブル宇宙望遠鏡によるGOODS（「Great Observatories Origins Deep Survey」）の調査で補足された画像は、これらの銀河が現在の大規模な楕円銀河とほぼ同じ構造と形状を持っていることを示しています。
したがって、新しい観測によって、非常に古く巨大な銀河の新しい集団が明らかになりました。
初期の宇宙にそのような巨大で古い回転楕円体銀河が存在することは、現在の巨大楕円銀河の組み立てがはるかに早く始まり、階層的結合理論で予測されたよりもはるかに高速であったことを示しています。チームのリーダーであるAndrea Cimatti（INAF、フィレンツェ、イタリア）は次のように述べています。「私たちの新しい研究は、宇宙とその構造の起源と進化の歴史を規制するプロセスの理解と知識に関する根本的な問題を提起します。」
元のソース：ESOニュースリリース
