画像クレジット：ESO
天文学者の国際チームは、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡（VLT）を使用して宇宙を深く調べ、126億光年離れたところにある銀河を確認しました。これらの銀河は、宇宙が現在の年齢の10％しかなかったときに見られています。この古い銀河はほとんど発見されていません。この新しいコレクションは、この銀河が宇宙のダークエイジの一部であると結論づけるのに役立ちました。
ESO超大型望遠鏡（VLT）を使用して、ドイツとイギリスの2人の天文学者[2]は、これまでに見られた中で最も遠い銀河のいくつかを発見しました。それらは約126億光年離れて位置しています。
VLTによって現在記録されている光が、宇宙の時代の約10分の1をこの巨大な距離を通過するために使用しました。したがって、これらの銀河は、宇宙が非常に若く、現在の年齢の約10％未満であったときに観測されました。この頃、宇宙は「暗黒時代」として知られる長い期間から生まれ、輝かしい「宇宙ルネサンス」時代に入りました。
この初期の時代に少数の広く分散した銀河を発見した以前の研究とは異なり、本研究では、満月の5％未満の小さな空の領域内に少なくとも6人の離れた市民が発見されました！これにより、これらの銀河の進化と、それらが若い頃の宇宙の状態にどのように影響するかを理解することができました。
特に、天文学者たちは、独自のデータに基づいて、この初期段階では、5億年後よりもはるかに少ない明るい銀河が宇宙に存在していたと結論付けています。
したがって、彼らが研究した宇宙の領域には、あまり明るくない銀河がたくさんあり、この研究では検出できないほど暗くなっているはずです。その特定の時代に宇宙で水素をイオン化するために必要なエネルギー光子の大部分を放出するのは、まだ未確認の銀河でなければなりません。
ビッグバンから宇宙ルネサンスへ
今日、宇宙はクエーサーと熱い星によって生成されたエネルギーの高い紫外線放射に満ちています。短波長光子は、拡散銀河間媒体を構成する水素原子から電子を解放し、したがって、後者はほぼ完全にイオン化されます。しかし、宇宙の歴史にはそうではなかった初期の時代がありました。
宇宙は、熱くて非常に密度の高い初期状態、いわゆるビッグバンから発生しました。天文学者たちは今、それが約137億年前に起こったと信じています。
最初の数分間に、大量の陽子、中性子、および電子が生成されました。宇宙はとても熱く、陽子と電子は自由に浮遊していました。宇宙は完全に電離されました。
約10万年後、宇宙は数千度にまで冷却され、原子核と電子が結合して原子を形成しました。宇宙学者たちはこの瞬間を「組換え時代」と呼んでいます。今私たちが全方位から観測しているマイクロ波背景放射は、その遠い時代の宇宙における非常に均一な状態を示しています。
しかし、これは宇宙が暗闇に突入した時でもありました。一方では、原始の火の玉からの遺物放射は、宇宙の膨張によって長波長に引き伸ばされていたため、水素をイオン化することができませんでした。逆に、それは形成されたばかりの水素原子によって閉じ込められました。一方、広大な空間を照らすことができる星やクエーサーはまだ形成されていませんでした。したがって、この陰鬱な時代は、「暗黒時代」とかなり合理的に呼ばれています。観測はこの遠隔時代にまだ浸透していない–私たちの知識はまだ初歩的であり、すべて理論計算に基づいています。
数億年後、または少なくとも天文学者が信じているように、一緒に移動した巨大なガス雲から、最初の巨大な物体が形成された。第一世代の星、そして幾分後の最初の銀河とクエーサーは、強力な紫外線を生成しました。ただし、この放射線は、このプロセスで再びイオン化された水素原子によってすぐに吸収されるため、それほど遠くまで移動できませんでした。
したがって、銀河間ガスは、イオン化源の周りの着実に成長している球体で再びイオン化されました。ある瞬間、これらの球は非常に大きくなり、完全に重なってしまいました。宇宙の霧が取り除かれました！
これは暗黒時代の終わりであり、再び人類の歴史から引き継がれた用語で、「宇宙ルネサンス」と呼ばれることもあります。この期間の最も重要な特徴を説明すると、天文学者はそれを「再イオン化の時代」とも呼びます。
VLTで最も遠い銀河を見つける
暗黒時代の終わりに宇宙の状態に光を当てるには、極端に遠い（つまり、高赤方偏移[2]）銀河を発見して研究する必要があります。さまざまな観測方法を使用できます。たとえば、遠方の銀河は、狭帯域イメージング（ESO PR 12/03など）によって、巨大なクラスターによって重力によって強化された画像を使用して、そして偶然にも発見されています。
ドイツのガルヒングにあるMPEのマシューレーナートと英国のブリストル大学のマルコムブレマーは、介在する銀河間媒質での吸収によって引き起こされる遠方の銀河の観測された色の変化を利用する特別な手法を使用しました。赤方偏移が4.8から5.8 [2]の銀河は、赤色光では比較的明るく、緑色光では検出されない銀河を探すことで見つけることができます。個々の銀河の光の分布におけるそのような「破れ」は、銀河が高い赤方偏移に位置している可能性があり、その光がビッグバンからたった数億年後の私たちへの長い旅から始まったという強力な証拠を提供します。
このため、彼らは最初に8.2 mのVLT YEPUN望遠鏡でFORS2マルチモード装置を使用して、空の小さな領域（40平方分）の3つの光学フィルター（緑、赤、非常に赤）で非常に「深い」写真を撮りました。 、または満月のサイズの約5％）。これらの画像は、緑と赤のフィルターの間に大きな中断がある約20の銀河を明らかにし、それらが高い赤方偏移に位置していたことを示唆しています。次に、これらの銀河のスペクトルは、それらの真の赤方偏移を測定するために、同じ機器で取得されました。
「これらの観測の成功の鍵は、FORS2で利用可能な新しい新しい赤増強検出器の使用でした」とMalcolm Bremer氏は述べています。
スペクトルは、6つの銀河が4.8と5.8の間の赤方偏移に対応する距離にあることを示しました。他の銀河はもっと接近していた。驚くべきことに、そして天文学者の喜びのために、1つの輝線が偶然に観測された別のかすかな銀河（たまたまFORS2スリットレットの1つにある）に見られました。 6.6。これがその後のより詳細な観察によって確認されるならば、その銀河は、知られている最も遠いものとしての金メダルの候補です！
最古の既知の銀河
スペクトルから、これらの銀河は活発に星を形成しており、おそらく1億年以内、おそらくもっと若いことがわかります。しかし、それらの数と観測された明るさは、これらの赤方偏移での明るい銀河が、近くにある同様に選択された銀河よりも少なく、少ないことを示唆しています。
「私たちの調査結果は、発見された銀河からの組み合わされた紫外光は、周囲のガスを完全にイオン化するには不十分であることを示しています」とMalcom Bremerは説明します。 「これは、私たちが研究した宇宙の領域には、もっと小さく、あまり光っていない銀河がたくさんあるに違いないという結論に導きます。宇宙の水素をイオン化するのに必要なエネルギーの光子の大部分を放出するのは、これらのまだ見えていない銀河でなければなりません。」
「次のステップは、VLTを使用して、さらに高い赤方偏移でより多くのかすかな銀河を見つけることです」とMatthew Lehnert氏は付け加えます。 「そのような遠くにあるオブジェクトのより大きなサンプルを使用して、それらの性質と空の密度の変化についての洞察を得ることができます。」
ブリティッシュプレミア
ここに示されている観察結果は、英国が2002年7月にESOのメンバーになった後の英国の科学者による最初の主要な発見の1つです。ESOへの英国のサブスクリプションに資金を提供する素粒子物理学および天文学研究評議会（PPARC）のリチャードウェイドは非常に満足しています：「ヨーロッパ南天天文台に加わったことで、英国の天文学者は、VLTなどの世界をリードする施設へのアクセスを許可されました。これらのエキサイティングな新しい結果は、今後さらに増えると確信しており、英国の天文学者が最先端の発見にどのように貢献しているかを示しています。」
詳しくは
このプレスリリースで説明されている結果は、研究ジャーナルAstrophysical Journal（M. D. LehnertとM. Bremerによる「z> 5の明るいライマンブレイク銀河と再イオン化の源」）に掲載されようとしています。電子的にはastro-ph / 0212431として入手できます。
ノート
[1]：これは調整されたESO / PPARCプレスリリースです。リリースのPPARCバージョンは、ここにあります。
[2]：この作業は、マルコムブレマー（英国ブリストル大学）とマシューレーナート（マックスプランクインスティテュートf？r Extraterrestrische Physik、Garching、Germany）によって実施されました。
[3]：ブレマーディープフィールドでの銀河の測定された赤方偏移はz = 4.8-5.8で、6.6の1つの予期しない（そして驚くべき）赤方偏移があります。天文学では、赤方偏移は、オブジェクトのスペクトルの線がより長い波長にシフトする割合を示します。観測された離れた銀河の赤方偏移は、その距離の推定値を提供します。現在のテキストで示されている距離は、137億年の宇宙の年齢に基づいています。示されている赤方偏移では、原子状水素のライマンアルファ線（静止波長121.6 nm）が680〜920 nmで、つまり赤のスペクトル領域で観測されます。
元のソース：ESOニュースリリース
