ウェッブ望遠鏡が遠方の銀河の有機分子を検出

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天文学者たちは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して、宇宙で最も遠い既知の有機分子を検出しました。 ウェッブ氏が遠い宇宙で複雑な分子を検出したのはこれが初めてだ。

この複雑な分子は、120億光年以上離れたSPT0418-47として知られる銀河で発見された。

この発見により、宇宙の最も初期の銀河内で起こった化学相互作用と、それらが星の形成にどのように関係しているかが明らかになりました。

地球上では、多環芳香族炭化水素と呼ばれるこの分子は、煙、すす、スモッグ、エンジンの排気ガス、森林火災の中に存在します。

有機分子の基礎となる炭素は、タンパク質を形成するアミノ酸の重要な要素であるため、生命の構成要素の 1 つであると考えられています。

この発見を詳述した研究は、月曜日にジャーナル「ネイチャー」に掲載された。

塵に覆われた銀河からの光は、宇宙が誕生してから 15 億年未満、現在の 138 億年の年齢のわずか 10% に過ぎなかったときに宇宙を旅し始めました。 この銀河は、2013 年に米国科学財団の南極望遠鏡によって初めて発見されました。 それ以来、ハッブル宇宙望遠鏡やチリのアタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイなどの他の天文台がそれを観測しています。

しかし、ウェッブ望遠鏡の赤外線機能は、人間の目には見えない光を確認し、宇宙の塵を通して覗くことができ、銀河に関する新たな詳細を捉えることができました。 そして宇宙天文台は、重力レンズと呼ばれる現象から救いの手を差し伸べました。

「この拡大は、2つの銀河が地球から見てほぼ完璧に並んでいるときに起こり、背景の銀河からの光が前景の銀河によって歪められ、アインシュタインリングとして知られるリング状の形に拡大される」と研究共著者のホアキン氏は述べた。イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の天文学・物理学教授、ヴィエイラ氏は声明でこう述べた。

重力レンズはもともとアルバート・アインシュタインの相対性理論で予測されました。

「ウェッブの驚くべき能力と自然の『宇宙拡大鏡』を組み合わせることで、他の方法よりもさらに詳細に見ることができました」と氏は語った。研究論文の筆頭著者であるテキサスA&M大学の物理学と天文学の助教授ジャスティン・スピルカー氏は声明で述べた。

「実際、このレベルの倍率こそが、私たちがウェッブを使ってこの銀河を観察することに最初に興味を持った理由です。なぜなら、この倍率によって、他の方法では決して見ることのできなかった、初期の宇宙の銀河を構成するものの豊かな詳細をすべて見ることができるからです。 」とテキサスA&Mのジョージ・P・アンド・シンシア・ウッズ・ミッチェル基礎物理天文学研究所のメンバーでもあるスピルカー氏は語った。

天文学者は、ウェッブのデータを注意深く分析する中で、有機分子の特徴を発見しました。 分子は宇宙では一般的です。

ここ地球上では、それらは地球の大気汚染の一因となる発がん性のある炭化水素排出の一部です。

これまで天文学者らは、明るい若い星の近くに大きな分子が観察されていたため、多環芳香族炭化水素は星形成の兆候であると考えていた。 しかしウェッブ氏のデータは、これらの分子の存在が宇宙初期の星の誕生を示すものではなかった可能性があることを明らかにした。

「ウェッブからの高解像度画像のおかげで、煙はあるが星が形成されていない領域や、新しい星が形成されているが煙が存在しない領域が多数見つかった」とスピルカー氏は語った。

この予期せぬ発見は、天文学者たちが宇宙の始まりに関する長年の疑問のいくつかに対する答えをまとめるのに役立っている。

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「このような発見は、まさにウェッブが行うために作られたものです。新しく刺激的な方法で宇宙の初期段階を理解するということです」と、研究共著者でイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の天文学博士課程の学生であるケダール・パドケ氏は声明で述べた。 。 「スモッグや煙など、私たちが好まない形で現れたとしても、地球上でよく知られている数十億光年離れた分子を識別できることは驚くべきことです。また、これは驚くべきことについての力強い声明でもあります。これまでになかったWebbの機能を提供します。」

研究者らは、将来さらに遠くの銀河を探索する際に、ウェッブの機能をさらに活用できることを楽しみにしている。

「これが可能であることを初めて示したので、煙のあるところには火があるということが本当に真実かどうかを理解することを楽しみにしています」とスピルカー氏は語った。 「ひょっとすると、非常に若く、このような複雑な分子が宇宙の真空中で形成される時間がまだない銀河を見つけることもできるかもしれません。そのため、銀河はすべて火であり、煙はありません。確実に知る唯一の方法です。」もっと多くの銀河、できればこの銀河よりさらに遠い銀河を観察することです。」