138億年前の宇宙はどんな様子だったのでしょうか？最も遠い「赤ちゃん銀河」が答えを教えてくれます →

JADES-GS-z14-0の存在は、138億年前（宇宙誕生からわずか3億年後）の宇宙の姿を記録した、宇宙の歴史における「初期の日記」のようなものである。

どうしてそんなに遠いのですか？

天文学者は「赤方偏移」と呼ばれる現象を利用して、宇宙の物体がどれだけ離れているかを判断します。銀河が高速で私たちから遠ざかっているとき、その銀河が発する光は「引き伸ばされ」、赤みがかった色調になります。赤方偏移が大きいほど、距離が長くなります。 JADES-GS-z14-0 の赤方偏移値は 14 です。つまり、その光が地球に到達するまでに 138 億年以上かかったことになります。科学者たちは、巨大な望遠鏡（ハッブル望遠鏡、ジェイムズ・ウェッブ望遠鏡など）を使って、その漠然とした姿をかろうじて「垣間見る」ことにした。

宇宙の中でこの銀河の何が特別なのでしょうか?

1. これは「星の赤ちゃん」です。この銀河は小さいですが (中心の直径はわずか約 260 光年)、非常に速い速度で新しい星を生み出しています。その明るさは太陽数十億個を合わせた明るさに相当し、まるで「星の製造工場」のようです！しかし不思議なことに、この銀河は目に見えない紫外線を大量に放出しており、この紫外線は実際に銀河から「逃げ出し」、ビーコンのように周囲の暗い空間を照らすことができる。

2. 本当に「金属」が入っているの？

ビッグバンの初期には、ほとんど水素とヘリウムしか存在せず、金属（天文学では水素より重い元素）は恒星内部の核融合によって生成されたものでした。この初期の銀河の金属含有量は太陽の 17% に達しました。これは、誕生が早かったにもかかわらず、少なくとも 1 世代の星の「生まれ変わり」をすでに経験していることを示している。つまり、恒星の爆発によって重元素が星間空間に放出され、新しい世代の星に材料が供給されたのだ。科学者たちは、これが超新星爆発や恒星風の推進力から生じているのではないかと推測している。

こんなに初期の宇宙でどうやって「生き残った」のでしょうか?

初期の宇宙は、濃い「暗い霧」のように水素で満たされていました。最初の銀河が誕生するまで、星からの光は遮られていましたが、その紫外線が「霧消し」のように働き、周囲のガスを徐々にイオン化して、最終的に光が伝播できるようになりました。 JADES-GS-z14-0 は、この「宇宙の夜明け」に参加している可能性があります。そこから放出される紫外線が周囲のガスを「吹き飛ばし」、次の銀河の誕生への道を開くのに役立っている可能性があります。

結論

JADES-GS-z14-0 はパズルのピースのようなもので、人類が宇宙誕生後の「最初の 10 億年」の物語を解明するのに役立ちます。将来、より大きな望遠鏡（巨大マゼラン望遠鏡など）が建造されれば、より詳細に観測できるようになり、さらには「兄弟姉妹」を発見し、最終的には混沌から星々までの宇宙の壮大な物語を解明できるようになるかもしれません。

知っていましたか？

- 宇宙の年齢は約 138 億年で、この銀河から発せられる光はこの時に「始まった」ため、これは、この瞬間に宇宙がまだ幼かった頃の様子を私たちが「自分の目で見る」のと同じです。

- 宇宙の膨張により、その光は長い間「走り」続けてきたため、今ではまったく異なる姿に成長している可能性がありますが、私たちが「振り返る」ことができるのは、それが誕生したときの状態だけです。

（この記事の参考文献：https://doi.org/10.1051/0004-6361/202452451）