強力な望遠鏡と自然からのわずかな助けを組み合わせたユニークな新しい機器により、研究者は若い宇宙の中心にある銀河の苗床を垣間見ることができました. 約 13,8 億年前のビッグバンの後、初期の宇宙は、崩壊するライマン α システム (DLA) として知られる中性拡散ガスの巨大な雲で満たされていました。 これらの DLA は、その中に含まれるガスがゆっくりと凝縮し、星や銀河の形成を促進するため、銀河の苗床として機能しました。 それらは今日でも観察できますが、簡単ではありません。 「DLA 雲は銀河が宇宙でどのように形成されるかを理解する上で鍵となりますが、雲は拡散しすぎて光自体を放出しないため、通常は観測が困難です」と科学者、つまりノースカロライナ州の物理学准教授である Rongmon Bordoloy 氏は述べています。州立大学と著者の研究。
現在、天体物理学者はクエーサー (光を発する超大質量ブラック ホール) を「バックライト」として使用して、DLA 雲を検出しています。 この方法により、研究者は DLA の位置を正確に特定できますが、クエーサーからの光は巨大な雲を通して小さな串刺しのように作用し、全体のサイズと質量を測定する試みを複雑にします。
Ale Bordoloy 氏と U.M. 天文台の主任科学者 John O'Meara 氏。 ハワイのカムエルにある Keka は、重力レンズ効果のある銀河と積分場分光法を使用して、11 つの DLA と、約 億年前にビッグバンの直後に形成されたその中の銀河を観察することで、この問題を回避する方法を見つけました。
「重力レンズ効果のある銀河は、引き伸ばされて明るく見える銀河です」と Bordoloy 氏は言います。 「これは、銀河の前に重力的に巨大な構造があり、そこから来る光が私たちに向かって移動するときに歪むためです. その結果、私たちは天体の拡大バージョンを見ています - それはズームインしてより良い視覚化を提供する宇宙望遠鏡を使用するようなものです.」
これには つの利点があります。 つ目は、背景オブジェクトが空によって引き伸ばされて明るいため、オブジェクトのさまざまな部分からスペクトルの読み取り値を簡単に取得できることです。 第二に、レンズは物体を拡大するため、非常に小さな部品を調べることができます。 たとえば、天体の直径が 光年である場合、小さな破片を非常に高い精度で調べることができます。
スペクトルの読み取りにより、天体物理学者は、拡散ガス状の DLA やその中の潜在的な銀河など、肉眼では見えない深宇宙の要素を「見る」ことができます。 通常、証拠の収集は長く骨の折れるプロセスです。 しかし科学者たちは、Keck Cosmic Web Imager を使用して積分分光法を実施することで、この問題を解決しました。
積分フィールド分光法により、研究者は目的の空の領域のすべてのピクセルでスペクトルを取得できるため、空の拡張オブジェクトの分光法が非常に効率的になりました。 この技術革新は、引き伸ばされた明るい重力レンズ銀河と組み合わされて、チームが空全体の DLA の拡散ガスを高精度でマッピングすることを可能にしました。 この方法により、研究者は つの DLA のサイズだけでなく、ホスト銀河が含まれていることも確認できました。
「私はこの組み合わせを私のキャリアのほぼすべてで待っていました。十分に強力な望遠鏡と機器、そして自然が つではなく つの DLA を新しい方法で研究する幸運を与えてくれます」と科学者は言いました。 「科学が実践されるのを見るのは素晴らしいことです。」
ところで、DLAは巨大です。 直径は 17,4 キロパーセク以上で、現在の天の川銀河の 13 分の 5 以上の大きさです。 比較のために、3,26 億年前、典型的な銀河の直径は 1000 キロパーセク未満でした。 56 パーセクは 723 光年、 キロパーセクは パーセクなので、光が各 DLA を通過するには約 年かかります。
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