渦巻く銀河の腕、宇宙のソンブレロ、そして死んだ超新星: 2024 年の JWST のお気に入りの画像

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、2022年初頭に特徴的な六角形の鏡を展開して以来、世界を驚異的な画像で満たしてきました。今年も例外ではなく、2024年を通じて、JWSTは星雲や衝突銀河の壮大な写真から、これまで観測された中で最も遠い天体の画像まで、科学者やアマチュア天文学者を同様に楽しませてきました。ここでは、私たちのお気に入りをいくつか紹介します。

渦巻銀河の画像

クレジット: NASA、ESA、CSA、STScI、Janice Lee (STScI)、Thomas Williams (オックスフォード)、PHANGS チーム

NASA は新年を迎え、渦巻銀河の美しい画像 19 枚を公開しました。JWST の近赤外線カメラ (NIR-Cam) と中赤外線装置 (MIRI) のデータとハッブル宇宙望遠鏡の可視光画像を組み合わせたこれらの画像は、銀河の複雑で美しい内部構造の詳細な様子を示しています。

超新星残骸の中性子星

クレジット: NASA、ESA、CSA、STScI、Claes Fransson (ストックホルム大学)、松浦美佳子 (カーディフ大学)、M. Barlow (UCL)、Patrick Kavanagh (メイヌース大学)、Josefin Larsson (KTH)

約 168,000 年前、大マゼラン雲の星が爆発し、壮大な II 型超新星爆発が起こりました。この爆発による光は 1987 年初頭に地球に到達し、爆発は数か月間肉眼で見えるほど明るかったです。それ以来、科学者たちはどのような星の残骸が残されたのか推測してきました。ほとんどのモデルは中性子星を示唆しましたが、そのような物体は検出されませんでした。2 月に JWST の赤外線カメラが塵の雲の中に隠れていた理論上の中性子星を発見し、謎が解けました。

信じられないほど遠く離れた古代の物体

クレジット: NASA、ESA、CSA、STScI、Brant Robertson (カリフォルニア大学サンタクルーズ校)、Ben Johnson (CfA)、Sandro Tacchella (ケンブリッジ)、Phill Cargile (CfA)

JWST は、さまざまな天体の最遠方（したがって最古）の記録を更新し続けています。

超大質量ブラックホール: 3 月に JWST は、当時観測された中で最も古い銀河である GN-z11 を発見しました。この銀河の驚くべき明るさは、この銀河に超大質量ブラックホールが存在することを示唆しており、これは私たちがこれまでに発見した中で最も遠いブラックホールとなります。
銀河: 5月に、JWSTは、ビッグバンからわずか3億年後の銀河であるJADES-GS-z14-10を観測し、これまで観測された中で最も遠い銀河の記録を更新しました。
ブラックホールの合体:同じく5月に、JWSTはビッグバンから7億4000万年後に起きた2つの銀河とその中心にあるブラックホールの合体の証拠を発見した。

馬頭星雲の詳細

クレジット: NASA、ESA、CSA、Karl Misselt (アリゾナ大学)、Alain Abergel (IAS、CNRS)

馬頭星雲は、1888年にスコットランドの天文学者ウィリアミナ・フレミングによって初めて記録された。彼女は夜空の写真乾板でこの星雲に気づいた。フレミングは、この写真を見て間違いなく驚き、喜んだだろう。この写真はJWSTチームが4月に公開した数枚の写真のうちの1枚で、彼女が単に「半円形のくぼみにある星雲の領域」と記録した形状の上部の小さな部分にズームインしている。

星形成領域における整列した双極ジェット

クレジット: NASA、ESA、CSA、STScI、Klaus Pontoppidan (NASA-JPL)、Joel Green (STScI)

星が形成されると、一部の物質が降着円盤の面に対して垂直なジェットとして放出されます。科学者たちは、星形成領域ではこれらの双極ジェットが互いに一列に並ぶと理論づけました。6月に、JWST は、この現象を直接撮影し、この理論を鮮やかに裏付けました。

衝突する銀河の2つの画像

クレジット: NASA、ESA、CSA、STScI

宇宙の出来事に関して言えば、1つの銀河全体が別の銀河全体に衝突するほど劇的な出来事はそう多くない。JWSTは今年、そうした出来事の画像を2つ公開した。1つ目（左）はArp 142という出来事で、NGC 2936とNGC 2937という銀河が関係している。前者はかつては渦巻き銀河だったが、衝突の重力によって引き伸ばされ、歪んだ結果、奇妙な形になった。このことからNGC 2936は「ペンギン銀河」というニックネームが付けられた。2つ目（右）はArp 102で、約4億6500万光年離れた場所で銀河が合体している。どちらの場合も、関係する2つの銀河は数億年かけて合体し、1つの超銀河になる。

銀河形成の未知の段階かもしれない

クレジット: NASA、ESA、CSA、STScI、アレックス・キャメロン（オックスフォード）

9月、JWSTは、これまで見たことのないスペクトル特性を持つ古代の銀河（ビッグバンから10億年後）を観測した。この特性は、銀河のガスが非常に高温で、内部の星よりも輝いていたことを示唆している。現在の理論では、このガスは、形成された最初の世代の星であるいわゆる第3世代の星によって過熱され、現在存在するどの星よりもはるかに高温で明るかったと考えられている。

稀な重力レンズ効果

クレジット: NASA、ESA、CSA、STScI、Vicente Estrada-Carpenter (セントメアリーズ大学)

質量の大きい物体は光を曲げるため、レンズのような働きをします。この画像は、「双曲臍重力レンズ効果」と呼ばれる珍しいタイプの重力レンズ効果です。この効果により赤い銀河の画像が歪むだけでなく、拡大されるため、その構造を研究することができます。ハッブル望遠鏡による同じ天空の画像と比較すると、JWST がどれだけ詳細に捉えられるかがわかります。