画像クレジット：すばる望遠鏡
日本を拠点とするすばる望遠鏡は、128億光年の距離でこれまでに記録された中で最も遠い銀河を検出しました。スバルディープフィールドプロジェクトチームは、非常に特定の波長の光のみを通過させる特別なフィルターを使用して、70の遠方のオブジェクト候補を発見しました。これは、約130億光年離れたオブジェクトに対応します。
すばる望遠鏡は128億光年離れた銀河（6.58の赤方偏移、注1を参照）を発見しました。これは、これまで観測された中で最も遠い銀河です。今回の発見は、すばる望遠鏡を運用する国立天文台すばる望遠鏡の研究プロジェクトであるすばるディープフィールドプロジェクトからの最初の成果です。すばるディープフィールド（SDF）プロジェクトチームは、広視野のカメラに約130億光年離れた銀河を検出するように設計された特別なフィルターを取り付けて、約70の遠方の銀河候補を見つけました。分光器による追跡観察により、候補のうち9つのうち2つが実際には遠方の銀河であることが確認されました。これらの1つは、これまでに観測された中で最も遠い銀河です。この発見は、プロジェクトが宇宙の初期の歴史を統計的に意味のある方法で解明するのに役立つ多数の遠方の銀河を見つけることができるという期待を高めます。
自衛隊プロジェクトは、国立天文台の観測プロジェクトで、すばる望遠鏡の能力を紹介するとともに、すばるの定期的な時間配分システムでは対応が難しい基本的な天文学の問題を解決することを目的としています。すばる望遠鏡のほとんどの研究プログラムは、すべての天文学者が利用できるオープンユースと呼ばれる競争力のある時間配分プロセスを通じて選択されますが、6か月ごとに最大3泊しか観察できません。すばる望遠鏡の設立に貢献した天文台と天文学者のために予約された観測の夜を一緒にプールすることにより、観測所プロジェクトは、典型的な研究提案よりも多くの望遠鏡のリソースを必要とする質問に対処できます。 SDFプロジェクトの主な目標は、検出可能な最も遠い多数の銀河を検出し、その性質と宇宙の進化への影響を理解することです。光速は、情報が伝わる速度の基本的な限界です（注2を参照）。 130億光年離れた銀河からの光を検出すると、130億年前の銀河を見ていることになります。はるかに遠い銀河を探すということは、宇宙のより早い時期に銀河を探すことを意味します。
SDFの観測では、遠方の銀河からの光には特徴的な波長と形状があるという事実を利用しました。天文学者は、初期の銀河が、宇宙における主要な物質形態である水素から急速に星を形成したと考えています。これらの星からの光は、それらの周りに残っている水素をより高いエネルギー状態に励起し、それをイオン化さえするでしょう。励起された水素がより低いエネルギー状態に戻ると、いくつかの異なる波長で光を放出します。しかし、この光のほとんどは、122ナノメートルの輝線として若い銀河から逃れるでしょう。これは、より短い波長とより高いエネルギーを持つ「より青い」光が他の水素原子を再励起する可能性があるためです。宇宙は膨張しているため、銀河が私たちから遠く離れているほど、銀河は私たちから遠ざかっています。この動きにより、遠方の銀河からの光はより長い波長またはより赤い波長にドップラーシフトされ、この輝線は銀河の距離の特徴であるより長い波長に「赤方偏移」され、銀河自体はより赤く見えます。光がその原点から地球まで長い距離を移動するとき、高エネルギー側または輝線の青色側の光は、銀河間空間の中性水素によって吸収される可能性があります。この吸収は、輝線に独特の非対称の外観を与えます。全体的に赤い外観と特定の非対称形状を持つ特定の波長での強い輝線は、遠方の新生銀河の特徴です。
これまでに観測された中で最も遠い銀河を検出するために、SDFチームは908〜938ナノメートルの狭い波長範囲の光のみを通過させる特別なフィルターを開発しました。これらの波長は、130億光年の距離を移動した後の122ナノメートルの輝線に対応します。チームは、すばる望遠鏡のSuprime-Cam、Subaru Prime Focus Cameraに特別なフィルターと、特別なフィルターを囲むより短い波長と長い波長の2つのフィルターを設置し、2002年4月から5月にかけて広範な観測プログラムを実施しました。Suprime-Camは、 1回の露光で満月と同じくらいの空の領域を画像化する機能、8 mクラスの大型望遠鏡の装置の中でユニークな機能であり、空の広い領域にわたる非常に微弱な物体の調査に非常に適しています。月のサイズの空の領域を各フィルターで最大5.8時間観察することにより、チームは、非常に微弱な多くの銀河を含む50,000を超えるオブジェクトを検出することができました。特別なフィルターでのみ明るく優先的に赤い銀河を選択することにより、チームは6.6の赤方偏移（または130億光年の距離。図1を参照）で70の銀河候補を見つけました。
2002年6月、チームはFOCAS、スバル望遠鏡のかすかなオブジェクトカメラとスペクトログラフを使用して、70の候補のうち9つを観察し、2つのオブジェクトに特徴的な非対称性を持つ一般的な赤色の外観と輝線を確認しました（図2を参照）。赤方偏移が6.58と6.54であると判断しました。これらの銀河からの光は、宇宙が9億年前の128億年前に放出されました。以前に観測された赤方偏移が6.56の最も遠い銀河は、重力レンズ効果でより遠方の銀河からの光を増幅できる大きな銀河のクラスターを調べることによって発見されました。 （2002年5月のプレスリリース、http：//www.naoj.org/Latestnews/200205/UH/index.htmlを参照してください。）SDF観測は、このような遠方で複数の銀河が初めて観測された重力レンズ効果の助け。 6.58の赤方偏移を持つ銀河は、これまでに観測された中で最も遠い銀河です。
SDFチームは、継続的な観測を通じて、はるかに遠方の銀河を見つけることを期待しています。最初の星と銀河が形成される前は、宇宙は天文学者が「宇宙の暗黒時代」と呼ぶ段階にありました。暗黒時代がいつ終わったかを判断することは、私たちの時代の最も重要な天文学的問題の1つです。チームの中核メンバーである日本の高等研究科の小平恵一氏、国立天文台の樫川信成氏、東北大学の谷口義明氏は、統計的に有意な数の遠方の銀河を検出することで、宇宙の暗黒時代の終わりを告げる銀河を特徴づけます。
元のソース：スバルニュースリリース
