宇宙の冷たい荒野の中で、銀河は星のキャンプファイヤーの周りに集まり、超巨大ブラックホールを確実に引き寄せます。何百万光年にもわたって空の空間が広がる銀河のこれらの居心地の良いクラスターの間に、ガスのかすかな高速道路が闇を埋めています。
このガス状の銀河間ネットワークは、宇宙論モデルでは宇宙ウェブとして知られています。ビッグバンから残された水素の長いフィラメントでできたウェブは、宇宙のほとんど(60%以上)のガスを含み、宇宙のすべての星生成領域に直接供給されると考えられています。フィラメントが重なる交点に銀河が現れます。少なくとも、それは理論です。
銀河のウェブのフィラメントは、これまで直接観測されたことはありません。なぜなら、それらは宇宙で最も暗い構造の中にあり、その周りの銀河の輝きによって簡単に覆い隠されるからです。しかし今、サイエンス誌で本日(10月3日)発表された研究では、地球上で最も感度の高い望遠鏡のおかげで、研究者たちは宇宙のフィラメントが遠く離れた銀河団に集まる初めての写真を集めました。
下の画像は、地球から約120億光年離れたところにある古代の白い銀河のクラスターを横切る水素の青いフィラメントを示しています(つまり、銀河は、ビッグバンからおよそ最初の10億年で誕生しました)。銀河自体の紫外線の輝きに優しく照らされたフィラメントは、300万光年以上も伸び、宇宙で最も巨大な構造の一部としての状態を確認します。
アリゾナ大学のスチュワード天文台の天文学者であるエリカハムデン氏は、新しい研究についての付随する論評で、「宇宙で最も暗い、最も大きな構造のこれらの観察は、私たちの宇宙が時間とともにどのように進化したかを理解するための鍵です」と述べています。 (ハムデンは調査に関与していませんでした。)これらの観測は、宇宙のウェブ検出の「氷山の一角」に過ぎず、研究は宇宙の他の古代の隅にあるウェブのさらなる画像を明らかにしています。
ウェブに接続する
新しい研究が指摘しているように、宇宙のウェブのフィラメントを構成する水素の細かい部分は非常に微弱であり、空の空とほとんど区別できません。それで、研究者たちはどうやってこれらの機能を暗闇から抜け出させたのでしょうか? 「宇宙の懐中電灯として」ウェブ内の銀河を使用することにより、ハムデンは書いた。
研究者たちは、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡に搭載されたマルチユニット分光探査機と呼ばれる装置を使用して、非常に広大で非常に古いことで知られる水瓶座の星座にある古代の銀河群を拡大しました。生まれたばかりの星からの光と物質を細かく砕くブラックホールは、これらの銀河の中や間に渦巻く水素の帯をかすかに照らし、研究者はそこに宇宙ウェブのフィラメントの漠然とした輪郭をマッピングすることができました。
観測により、銀河ドットを数百万光年にわたって接続する2本の平行な水素の高速道路が、宇宙のオフランプのようにそれらを斜めに接続する3番目のガスの流れによって橋渡しされていることが明らかになりました。宇宙論モデルに忠実に、ガスのフィラメントは、グリッド上で最もアクティブな星形成銀河に直接供給し、水素を新生太陽と空腹のブラックホールの家に直接送り込むように見えました。
この研究は、モデルが予測するように、宇宙ウェブが存在するという最も説得力のある証拠を提供しているとハムデンは書いている。しかし、とてもかすかに遠くにある構造の研究には明らかな限界があります。まず、各水素フィラメントの端と空のスペースの端がどこにあるかを知ることはほとんど不可能です。これにより、異なる研究者がフィラメントの境界を異なる方法で定義できるようになり、構造の異なる画像が得られる可能性があります。さらに、地上の望遠鏡は、最も遠くにある古代の銀河団からのみフィラメントを検出でき、ビッグバンの直後に宇宙ウェブがどのように現れたかを明らかにするのに十分な光を放出します。
宇宙ベースのUV望遠鏡は、ウェブが若い銀河にどのように接続するかを研究するための扉を開くことができますが、そのような機器の配備は困難で費用がかかるとハムデンは書いています。結局、この新しい研究は地球のスターゲイザーを宇宙全体の古代の神秘的な世界に近づけることはしませんでした-しかし、それは私たちが私たちが思っていたよりもそれらにもっと関係しているかもしれないことを思い出させます。