合体するクエーサーのペアが宇宙の初期の秘密を明らかにする

天文学者のチームが、これまでで最も遠くで合体中の銀河核を発見した。宇宙がまだ10億年未満だった頃の姿だ。クエーサーと呼ばれるこの2つの活動銀河核は、宇宙の夜明けに確認された唯一のペアだ。

非常に赤い2つの銀河は、すばる望遠鏡のハイパー・シュプリーム・カムを使用して、赤方偏移z = 6.05（120億年以上前の姿で観測されたことを示す）で観測された。平均的な観測者には、特に特別なものには見えない。近くの銀河や星々がまばゆいばかりに輝く画像の中に、かすかな赤い斑点が2つあるだけだ。しかし、その後の分光画像撮影により、研究者らはクエーサーのペアが光源であると特定した。研究チームの研究は、The Astrophysical Journal Lettersに掲載され、関連論文がAAS Journalsに掲載されることが承認された。

「初期宇宙には数百のクエーサーが存在することが知られていますが、ペアで発見されたものは一つもありません」と、日本の愛媛大学の天文学者でこの研究の筆頭著者である松岡良樹氏はギズモードにメールで語った。「これは、宇宙は銀河の頻繁な合体によって進化してきたと示唆する標準的な宇宙論の素朴な予想に反しており、その結果、宇宙全体で観測される多くの合体クエーサーのペアが自然に生じることになります。」

「私たちの発見は、宇宙の夜明けに実際にそのようなペアが存在したという初めての証拠です」と松岡氏は付け加えた。「これは、宇宙が合体によって進化してきたという考えを裏付けています。」

宇宙の夜明けとは、宇宙初期に最初の光源が形成された時期のことです。この時期は、ビッグバンの約 5000 万年後から宇宙が 10 億歳になるまで (現在は約 137.7 億歳 ) 続きます。宇宙のこれほど初期にクエーサーが見られることは長い間期待されていたため、直接観測できることは喜ばしいことです。

これらのクエーサーの中心にはブラックホールがある。ブラックホールは重力場が非常に強いため、光さえもそこから逃れることができない時空領域だ。つまり、ブラックホールは天文学のあらゆる観測機器が機能しなくなり、天体物理学の理論とシミュレーションにその基盤を明け渡す場所だ。各クエーサーのブラックホールはそれぞれ太陽の約1億倍の質量を持つ。ブラックホールの質量がほぼ同じであることから、研究チームはブラックホールを双子と呼んでいると松岡氏は語った。

「これは最初の唯一の例に過ぎないが、今回の発見は超大質量ブラックホールと銀河が実際に互いの合体を通じて進化してきたことを示している」と松岡氏は述べた。「これは、物質のあらゆる部分に影響を及ぼす強い重力の引力の下で宇宙がどのように進化してきたかという、私たちの標準的なパラダイムを裏付けている。」

チリに待望されていたベラ・ルビン天文台 のような新しい天体の観測により、南の空の様子がリアルタイムで明らかになり、天文学者が近いものから遠いものまで物体を分類するのに役立つだろう。また、最近の研究チームは、ウェッブ宇宙望遠鏡でクエーサーのペアを観測し、銀河の中心核を流れるガスの性質や、そのガスがどのようにして星に変わるのかを明らかにすることを提案している。

続き：科学者が宇宙の向こう側にあるクエーサーからやってくる長くて曲線的なジェットを観測