6つの新たな「候補」銀河が発見されました！既存の宇宙論は疑問視されるかもしれない

新華社、北京、2月23日（新華社）英国の著名な学術誌「ネイチャー」に22日発表された論文によると、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は6つの「候補」銀河を発見した。これらはビッグバンの直後に出現し、その形成速度は既存の天文学理論では説明が困難です。

研究者たちは現在、これらの天体の正体をさらに確認するのを待っているところであり、そのいくつかは巨大な銀河である可能性が高いと考えている。ひとたびその存在が確認されれば、科学界の初期宇宙に関する理解は覆され、宇宙論のいくつかの基本的なルールの見直しが必要になるかもしれない。

2022年7月11日、米国政府はジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が撮影した「SMACS 0723」銀河団を捉えた宇宙の初のフルカラー深宇宙画像を公開した。 NASAは、これはこれまでで最も遠く、最も鮮明な宇宙の赤外線画像であると述べた。新華社通信

「身長7センチ以下、体重70キログラムの赤ちゃん」

観測データは、ウェッブ望遠鏡によって公開されたデータセットの最初のバッチから得られたものです。オーストラリア、米国、デンマーク、スペインの研究者からなる特別チームがデータを分析したところ、北斗七星の近くの目立たない場所に、異常に明るく異常に赤い「ぼやけた点」がいくつか見つかった。

天文学では、赤は「古い」ことを表します。宇宙が膨張し続けるにつれて、初期の発光体から放出された紫外線と可視光線はスペクトルの赤色の端に向かって移動し、最終的に赤外線の形で今日の地球近傍宇宙に到達しました。この現象は「赤方偏移」と呼ばれます。ハッブル宇宙望遠鏡の「後継」であるウェッブ望遠鏡の観測波長は主に赤外線帯域にあり、科学者が「より近い距離で万物の起源を見る」のに役立つだろう。対照的に、ハッブルは主に可視光と紫外線を観測します。

分析の結果、研究者らは発見した6つの赤い点は、ビッグバンから約5億～7億年後、つまり宇宙の年齢が現在の約3%の頃に形成された銀河である可能性があると考えている。 AFP通信によると、この銀河のうち2つはハッブル宇宙望遠鏡が撮影した画像に写っていたが、当時は非常に暗かったため気づかれなかったという。

これはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が撮影し、2022年7月12日にNASAが公開した宇宙の画像です。新華社通信

研究者らはデータに基づき、これらの「候補」銀河内の星の総質量は太陽の100億～1000億個に相当すると計算した。銀河の1つは天の川銀河に匹敵する質量を持つようですが、密度は30倍で、現在宇宙にある銀河とは根本的に異なっています。

ロイター通信は、オーストラリアのスウィンバーン工科大学の天体物理学者で論文の筆頭著者であるイヴォ・ラーベ氏の言葉を引用し、「天の川銀河が身長1.75メートル、体重70キロの普通サイズの大人だとすると、これらの銀河は体重は（大人と）ほぼ同じで身長は7センチ以下の1歳児のようなものだ。初期の宇宙は奇妙なもので満ちていた」と伝えた。

研究者らによると、これらの天体は宇宙の初期に形成されたという。既存の天文学理論では、「当時存在していたのは、ごく小さな若い『赤ちゃん』銀河だけだった」と推測されていた。意外なことに、天の川銀河のように成熟した銀河は、非常に古くから存在していたのです。ご存知のように、天の川銀河が現在の大きさに達するまでには 130 億年以上かかりました。

さらに、これらの「候補」銀河の質量は、宇宙論の標準モデルで予測される質量よりもはるかに大きく、その差は最大100倍にもなります。それらの中の星々を合計すると、「当時の宇宙に存在していた物質の総質量を超えることになる」。

これはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が撮影し、2022年7月12日にNASAが公開した宇宙の画像です。新華社通信

これは現在の宇宙論モデルと矛盾している

ラーベ氏は、若い銀河が7億年以内に天の川銀河の大きさに「成長する」ためには、その成長率が天の川銀河の約20倍でなければならないと述べた。ビッグバンの直後にこのような巨大な銀河が存在することは、宇宙の仕組みに関する科学の最良の理解を示す現在の宇宙論モデルと矛盾している。この矛盾に対する考えられる説明の一つは、現在人類に知られていない銀河の形成方法が他にもあるということだ。 「どうやら、高速レーンであるチャンネルがあり、その高速レーンがモンスターを生み出すようです。」

現在主流の宇宙論によれば、宇宙は138億年前のビッグバンから始まったとされています。ビッグバンから38万年から約1億5000万年の間、地球は光る天体が存在しない「暗黒時代」を経験した。 「暗黒時代」の終わりに、暗黒物質の重力の影響下で宇宙の大規模構造が出現し、第一世代の星と銀河が誕生しました。

暗黒物質は、理論的に存在する可能性がある目に見えない物質の一種です。科学者たちは天体観測において、ニュートンの万有引力の法則に違反しているように見える多くの現象を発見しましたが、これらの現象は暗黒物質が存在するという仮定の下で十分に説明できます。科学者の計算によれば、通常の物質は宇宙の物質の総質量の約15％を占め、残りの85％は暗黒物質です。

これはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が撮影し、2022年7月12日にNASAが公開した宇宙の画像です。新華社通信

英国ノッティンガム大学の天体物理学者エマ・チャップマン氏はガーディアン紙に対し、ビッグバン直後にこれほど巨大な銀河が形成されたのであれば、「暗黒時代はそれほど暗くなく、我々が考えていたよりもずっと早く宇宙で多数の星が形成された可能性がある」と語った。

英国の季刊誌「サイエンス・レターズ」のウェブサイトによると、英国ハートフォードシャー大学の天文学者エマ・カーティス・レイク氏は別の説明をしている。新たに発見された銀河の中には、中心に超大質量ブラックホールを持つものもあり、星の光のように見えるものは、ブラックホールに飲み込まれたガスや塵が発する光なのかもしれないという。ウェッブ望遠鏡は以前、活動的な超大質量「候補」ブラックホールを撮影したことがある。分析の結果、この銀河は前述の「候補」銀河よりも以前に形成されたことが判明した。しかし、科学者たちは現在、なぜビッグバンの後に超大質量ブラックホールがこれほど急速に形成されたのかを説明するのが難しいと感じている。

カーティス・レイク氏は、新たに発見された天体の「正体」を確認するためには、天文学者はその距離、質量、スペクトル情報などをさらに確認する必要があると述べた。

ラーベ氏は、ウェッブ望遠鏡はすでにいくつかの銀河のスペクトルを撮影しており、「運が良ければ、1年以内にさらに多くのことがわかるだろう」と語った。 （王新芳）