宇宙のこの遠い領域にある銀河はなぜそんなに少ないのですか?

宇宙における物質の分布のコンピューターシミュレーション。 オレンジ色の領域には銀河が含まれ、青い構造にはガスと暗黒物質が含まれています。 天文学者は、宇宙の大きな領域に含まれる銀河が以前に考えられていたよりもはるかに少ないことを発見しました。 TNGコラボレーションによる画像。

典型的な銀河が数十億の星を含むように、宇宙全体にも数十億の銀河があります。 しかし、これらの銀河は均等に分布しておらず、天文学者は予想よりもはるかに少ない銀河を含む大きな空間領域を発見しました。 2018年8月14日にThe Astrophysical Journalに発表された新しい査読付き論文で概説されているように、研究者は初期宇宙と最初の銀河がどのように形成されたかをよりよく理解するためにその情報を使用できます。

約120億年前の初期の宇宙では、そうでなければ空の空間に浸透していたガスは、現在よりも平均して不透明でした。 ただし、場所によって多少の違いがありました。 天文学者はその理由を確信していませんでしたが、今ではそれがどのように起こったかを学び始めていると考えています。

NASA / ESAハッブル宇宙望遠鏡からの画像。宇宙で最も薄く、最も初期の既知の銀河の一部を示しています。 新しい発見は、天文学者が最も初期の銀河がどのように形成されたかをよりよく理解するのに役立ちます。 NASA / ESA / HSTフロンティアフィールドチーム/ STScI経由の画像。

カリフォルニア大学の天文学者は、ハワイのマウナケアにある大型のすばる望遠鏡を使用して、銀河間ガスが非常に不透明な宇宙の広い領域(直径5億光年)を詳細に観察しました。 目的は、非常に若い星を含む銀河を検索することでした。 彼らが予想よりも少ない数の銀河を見つけた場合、それはそれらの星からの星明かりが以前に考えられたほどガスを透過できなかったことを意味します。 また、それらの銀河によって作り出される光がより少なく、より多くの不透明なガスが形成されていたため、天文学者が思っていたほど遠くまで光が伝搬できなかったことを示します。 しかし、予想よりも多くの銀河が見つかった場合、それはこの地域が数億年にわたって大幅に冷やされていたことを示唆しています。 UCLAの天文学の教授であり、この新しい論文の共著者でもあるSteven Furlanettoが述べたように:

天文学では珍しいケースでしたが、2つの競合するモデルはどちらも独自の方法で説得力があり、まったく反対の予測を提供し、それらの予測がテスト可能であったことは幸運でした。

天の川銀河内のマゼラン流のガスを示すラジオ/光学画像の組み合わせ(画像の下部)。 宇宙の初期には、そのようなガスは現在よりも平均して不透明でした。 Nidever等による画像、NRAO / AUI / NSF / Meil​​inger / Leiden-Argentine-Bonn Survey / Parkes Observatory / Westerbork Observatory / Arecibo Observatory

おもしろいことに、この領域に銀河がないために、不透明度が天文学者が見る銀河の数が少ないのではなく、不透明になっているようです。 Furlanettoが言ったように:

不透明度が銀河の不足の原因ではない。 代わりに、逆になります。

しかし、どのように? 天文学者は、深宇宙のガスは銀河からの紫外線によって透明に保たれているため、近くの銀河が少ないほど不透明になると考えています。 彼らはまた、ビッグバン後の最初の10億年かそこらの間、銀河間の銀河間ガスが初期の銀河からの紫外線によって透明に保たれたことを示唆しています。 そのプロセスは、より多くの銀河がある地域で以前に起こりました。

他の銀河よりも銀河の数が少ない宇宙の領域でさえ、実際にはまだたくさんあることを指摘しておく必要があります。 良い例は、最近のEarthSkyの投稿で、 北銀河の極の周りの領域を示しています。 あなたが見るすべての小さな点は、個々の銀河です。 ESAによると、各ドットは、各銀河の星の間にある塵粒から発生する熱を表します。 その放射線が地球に到達するのに何十億年もかかった。

北銀河の極の周りの空間の領域。 光のすべての点は個々の銀河です。 ESA / Herschel / SPIRE経由の画像。 MWLスミス等。 2017年。

ESAが述べたように:

北銀河の極は、天の川の散らかった円盤から遠く離れており、私たちの故郷の銀河の向こうにある遠方の宇宙のきれいで明確な眺めを提供します。 空では、it睡星座の北の星座のどこかに位置しています。この星座には、Com睡星座として知られる特に豊かな銀河団も含まれています。 偶然にも、このマップにはコマクラスターが含まれており、個々の銀河の集計に1, 000ポイント以上の光を追加しています。

結論:天文学者は、宇宙の広い領域に、考えられているよりもはるかに少ない銀河があることを発見しました。 これは、初期宇宙の状態、深宇宙での銀河と塵の相互作用、そして最初の銀河の形成方法をよりよく理解するのに役立ちます。

出典:赤方偏移6に近いメタ銀河イオン化背景の大規模変動の証拠

天体物理ジャーナル経由