天文学者、渦巻きが存在するはずのない時代の古代の渦巻き銀河を発見

ハッブル宇宙望遠鏡を使用している天文学者たちは、珍しく驚くべき発見に偶然出会った。数十億光年離れたところで渦巻く非常に遠い渦巻銀河で、そのような渦巻銀河は存在しないと考えられていた時代に形成されたのだ。研究者たちは、これは驚くべき発見だと語っている。その理由の1つは、この発見が銀河形成に関する従来の理論に疑問を投げかけるからだ。

銀河の進化を理解することは、宇宙の初期の歴史と将来の運命を決定する上で中心的な部分です。天文学者は、膨大な数の星が銀河に集まり、それらの銀河がクラスターを形成する原因となる物理現象を理解したいと考えています。初期の銀河の遠方の遺跡は、これらの理論のいくつかを確固たるものにするのに役立っていますが、BX442 として知られるこの銀河は奇妙です。

古代の銀河の大半、つまり宇宙の初期、数十億年前に光が消えた非常に遠くの銀河は、美しい対称の渦巻きや楕円形ではなく、不規則で塊のような形をしている。これは、銀河があまりにも速く動き回ったために、塊のような構造が形成されやすくなったためである。

「古い銀河の大半はまるで列車事故のように見えます」と、UCLAの物理学および天文学の准教授で、今回の研究の共著者でもあるアリス・シャプリー氏は声明で述べた。「私たちが最初に考えたのは、なぜこの銀河はこんなにも違っていて、こんなにも美しいのかということでした」

シャプレー氏とその同僚は、ハッブル望遠鏡で約 300 個の非常に遠い銀河を調査しているときにこの銀河を発見しました。興味をそそられた彼らは、WM ケック天文台に行き、特殊な分光器でこの銀河を調べました。この装置により、銀河内外の何千もの場所を観察することができ、この銀河が確かに自己完結型の回転する渦巻きであることが確認されました。

これは重要な観察結果だった。なぜなら、他の初期の渦巻き銀河と推定されるものはレンズの錯覚で、実際には複数の銀河が融合したものか、あるいは我々の視点から見てたまたま一列に並んだものかもしれないからだ。「この銀河のスペクトル画像を撮影したときに分かったのは、渦巻きの腕が実際にこの銀河に属しているということだ」とシャプレー氏は言う。「それは錯覚ではなかった。我々は衝撃を受けた」

なぜそんなに驚くのでしょうか。結局のところ、これらの「壮大な設計」渦巻き銀河は、私たちの宇宙の近隣では一般的です。天の川銀河もその 1 つですし、アンドロメダ銀河もそうです。答えは、以前の銀河はほぼ例外なく異なる構造を持っているため、この銀河は例外であるということです。ハッブルの調査では、それぞれほぼ同じ距離にある 306 個の銀河のうち、渦巻き構造を持つのはこれだけです。

この銀河は非常に大きくて厚いため、渦巻き状の形成と関係があるのか​​もしれません。あるいは、ページ上部の画像の左上にある別のシステムとの衝突の結果かもしれません。この銀河がどのように形成されたかは、これで説明できるかもしれません。必要なのは、適切なレシピと、まさに適切なタイミングで発見されることです。

「拡張した円盤の形成を安定させるには銀河が十分に巨大である必要があるだけでなく、この円盤は観測可能な壮大な設計の渦巻き模様を刺激するのに十分な大きさで適切な方向を向いた合体衛星によって乱される必要がある」とシャプレー氏と共著者らは書いている。

この新たな発見を記した論文が今週『ネイチャー』誌に掲載される。