天文学者は巨大な宇宙の塊の謎を解きます

中央の星形成領域からのガスと暗黒物質の進化を追跡するライマンアルファブロブの宇宙論的シミュレーション。画像:J.Geach / D.Narayanan / R.Crain

天文学者が巨大な宇宙の塊がどうなっているのかを理解するのは幸せな日です。その答えは、人類の即時の破壊を意味するものではありません。

SSA22-Lyman-alpha blob 1のことは聞いたことがないかもしれませんが、望遠鏡の騎手は何年もの間頭を悩ませてきました。さて、天文学者のチームはついに、ブロブの内部で何が起こっているのかを解明しました。

ライマンアルファブローブ(LAB)は、既知の宇宙の最も遠い範囲にある数十万光年にわたる冷たい水素ガスの雲です。それらの名前は、水素原子の電子があるエネルギー状態から別のエネルギー状態にジャンプするときに放出される紫外線の異なる波長であるライマンアルファ線に由来しています。LABは数十億光年離れた場所にあるため、望遠鏡に到達するまでに、その放射シグネチャは光学系にまで赤方偏移します。私たちにとって、ブロブは時間の端にぶら下がっている奇妙な色の汚れのように見えます。

SSA22-ライマンアルファブローブ1(LAB-1)は、2000年に発見された最初のそのようなブロブ天文学者でした。今日まで、これまでに発見された最大のLABの1つですが、他のほとんどの兄弟と同様に、ブロブは途方もないものです。地球から115億光年の距離にあるため、研究が困難になっています。それにもかかわらず、このブロブが特別であると考える理由があります。

中央に描かれているライマンアルファブロブ(LAB-1)は、宇宙で最大の既知の天体の1つです。その距離のために、ブロブのUV放射は、宇宙を旅するときに引き伸ばされ、望遠鏡には緑色に見えます。画像:ESO / M。ヘイズ

「[LAB-1]はたまたま大きなプロトクラスターの中心にあります。これは宇宙の非常に密集した領域です」とハートフォードシャー大学の天文学者ジム・ゲーチはギズモードに語った。「この地域は最終的に大きなクラスターに崩壊します。ですから、この大きな塊が中心近くにあるという事実は、それが大きな銀河の形成と関係があることを示唆しています。」

その仮説を検証するために、Geachと共同研究者は、宇宙の遠くの隅にある冷たいガスを研究するために使用される長波長放射の一種であるサブミリメートル放射を解決する比類のない能力を備えた電波望遠鏡であるアタカマ大型ミリ波アレイ(ALMA)に目を向けました。以前は、他の望遠鏡がLAB-1の中心からのサブミリメートルの放射を検出していましたが、ALMAのより大きな視力により、Geachはついに光源を解決することができました。それは2つであることが判明しました。

「この単一の[放出]は、さまざまな銀河に対応するいくつかの塊に分割されることがわかりました」とGeach氏は述べています。

実際、放出は、一緒に破壊される寸前の2つの大きな中央の銀河から来ています。そして、他に何かがあります。大虐殺を祝うのを待っている空腹のピラニアのように、小さな銀河の群れが周囲を冷やしているように見えます。「私たちは基本的に、すべての行動が起こっているときに、銀河団の中心の形成を見ています」とギーチは言いました。

しかし、待ってください、この銀河系のモッシュピットは、ほぼ20年間、ぬるぬるした緑色のゼリーに過ぎないように見えませんでしたか?ギーチは彼が理由を知っていると思います。高度なコンピューターモデルを使用して、星形成中に生成されたUV光が周囲の冷たい水素ガスから散乱された場合、彼はブロブのライマンアルファ線の特徴を再現することができました。

ライマンアルファブロブが輝いたときに何が起こるかを説明するインフォグラフィック。画像:ESO / J。ギーチ

アストロフィジカルジャーナルへの掲載認められたギーチの発見は、天体物理学に大きな影響を及ぼしています。他のLABも銀河団の形成によって動かされていることが判明した場合、これらのブロブは、初期の宇宙における巨大な構造の集合への前例のない窓を提供する可能性があります。それらはまた、暗黒物質に切望されている光を当てる私たちの最良の機会の1つかもしれません。

「私たちの銀河形成の写真では、これらの大きな暗黒物質のハローに銀河が形成されていると思います」とギーチは言いました。「銀河に見られるものは星ですが、銀河形成における重要な天体物理学の多くは、銀河のすぐ近くで起こっています。ライマンアルファ光子はその暗黒物質の中で光を散乱させており、その構造についての洞察を与えてくれます。」

次のステップは、ALMAを使用して他のLABを観察し、同様のプロセスが中心で実行されているかどうかを判断することです。それでも、LAB-1が完全に自然な天体物理学的プロセスによって説明できることを知っているだけで、地球人にとって素晴らしいニュースです。そのすべての光が、1兆個の核融合を動力源とする軍艦を備えた110億年前の文明から来ていたとしたら、この宇宙で私たちが安全であるかどうかはわかりません。

[ ESO経由のarXiv ]

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