若い巨大銀河のスーパーウィンドのアーティストの印象。画像クレジット：PPARC / David Hardy。拡大するにはクリックしてください
ダラム大学が率いる天文学者のチームは、115億光年離れた銀河での壮大な爆発の余波を発見しました。ネイチャー誌で本日（2005年7月14日）報告された彼らの観察は、「スーパーウィンド」として知られる高速物質の流れを生み出す爆発によって銀河がほとんど引き裂かれたという最も直接的な証拠を提供しています。観測は、英国が主要な利害関係者であるラパルマの4.2メートルウィリアムハーシェル望遠鏡を使用して行われました。
スーパーウィンズを通じて、銀河はそのガスのかなりの部分を毎秒数百マイルまでの速度で銀河間空間に爆破すると考えられています。それらの背後にある原動力は、銀河の生命の初期の星形成の激しいバーストの間の多くの巨大な星の爆発であり、恐らくその中心で成長している超巨大なブラックホールからのエネルギーによって助けられています。
スーパーウィンドは、いくつかの理由で銀河形成の理論に不可欠です。まず、彼らはそれ以上の星形成を防ぐことによって銀河のサイズを制限します。それらがないと、理論モデルはスペースマガジンで実際に見られるよりもはるかに明るい銀河を示します。第二に、彼らは重い元素–スターダスト–を星の生産現場から遠く離れて銀河間空間に運び、宇宙全体の惑星と生命の原料を提供します。理論ではこの種のスーパーウィンドが存在すると予測されていましたが、以前に観測された例は、近くの銀河でのはるかに小さな現象でした。これらの観測は、宇宙の歴史の中でこれまでのところ、銀河全体にわたる大規模な超風の存在を示す最も直接的な証拠のいくつかを提供しています。
Superwindの発見は、銀河（「LAB-2」として知られています）のハロー内のガスを観測することによって行われました。このハローは、300,000光年を超えて、私たちの天の川銀河の円盤の約3倍の大きさです。天文学者たちは、熱く輝く水素ガスからの光が銀河全体にわたって非常に特殊な方法で減光されていることを発見しました。
ダーラム大学のリチャードウィルマン博士は、次のように述べています。「減光は、銀河系全体にわたるスーパーウィンドの爆発によって周囲から吹き飛ばされた、冷却された物質の殻が原因であると考えています。 「銀河全体の吸収の均一性に基づくと、爆発は数億年前に引き起こされたようです。これは、ガスが冷却し、その高い排出速度から減速するための時間を与え、したがって吸収を生成する。私たちが見るように、その殻は恐らくその親銀河の前に数十万光年あります」とウィルマン博士は付け加えました。
天文学者たちは、惑星の形成と最終的に生命の重要な要素（炭素、酸素、鉄など）が宇宙全体に非常に広く分布している理由に長い間戸惑っていました。ビッグバンからわずか20億年後、銀河間空間の最も遠い領域がそれらによって豊かになりました。この銀河で観測されたスーパーウィンドは、そのような爆風が銀河の奥深くに形成された元素を運ぶ空間をどのように伝わるかを示しています。
発見とその解釈にとって重要なのは、銀河全体の2次元のガスに関する詳細な情報を取得できることでした。これは、世界最大の望遠鏡で成熟に達しつつある積分フィールド分光法と呼ばれる技術によって可能になりました。
ダーラムチームの主要メンバーであるジョリスガーセン博士は、次のように説明しています。「ほとんどの天体分光法は、ターゲットに小さな開口部または狭いスリットを配置することで実行されます。この銀河などの複雑で拡張された光源の場合、画像はやや不完全です」 。
これを克服するために、天文学者はフランス、オランダ、イギリスの天文学者の協力によりリヨン天文台に建設された近くの銀河の大規模な調査に「サウロン」と呼ばれる積分フィールド分光器を使用しました。
「サウロンは本当にユニークであり、その高い効率は、ウィリアムハーシェル望遠鏡の約2倍の大きさである世界最大の望遠鏡の計器に対してそれ自身を保持する以上のことができることを意味します。それでも、ターゲットの銀河の距離が遠いため、サウロンはこの発見をするために15時間以上じっと見つめなければなりませんでした。」
「サウロンは、巨大なスターバーストを経験している銀河からの大規模な流出のこれまでのところ最高の証拠を私たちに提供してくれました。これらの測定は、銀河形成の物理学を理解するための最初のステップの1つです。」とサウロンに関係する研究所の1つであるオックスフォード大学のロジャーデイヴィス教授はコメントしました。また、同様の2次元スペクトログラフを使用して、 8m望遠鏡;これらは銀河形成プロセスをさらに早い時期に探査するでしょう。」
今日まで、遠い宇宙の若い銀河におけるスーパーウィンズの観測的証拠は、主に間接的で状況に依存しています。努力は、銀河や銀河間ガスの大規模な調査でそれらの微妙な統計的シグネチャを検索することに焦点を当てています。
研究を開始したダラム大学の計算宇宙学研究所のリチャードバウアー教授は次のように述べています。単一の銀河の観測からのスケール。この銀河の非常に拡張された放出源を利用することで、流出を銀河全体に対する一種のシルエットとして見ることができます。これは、Superwindは本当に銀河全体の規模であり、私たちの理論が要求するのと同じくらい重要であることを示唆しています。」
元のソース：PPARCニュースリリース
