東大ら,原始グレートウォールに銀河誕生の現場を発見

東京大学を中心とする国際研究チームは,アルマ望遠鏡による観測から,115億光年彼方に位置する若い銀河の大集団,いわば宇宙最大の天体である「原始グレートウォール」の中心に,爆発的な星形成活動を行なっている銀河(モンスター銀河)が9個も群れ集まっている様子を捉えることに成功した(ニュースリリース)。

近年の研究によって,初期宇宙には極めて活発に星を生み出している銀河が存在することがわかってきた。我々の住む銀河系(天の川銀河)と比較して数百倍から数千倍もの勢いで星を作っているこのような銀河は,その活動の比類ない激しさからモンスター銀河と呼ばれている。

これらモンスター銀河は,近くの宇宙に存在する巨大銀河の昔の姿だと目されており,銀河形成の歴史を紐解く上で重要な天体だと考えられている。

また,モンスター銀河はダークマターの分布を知る貴重な手がかりになると期待されている。現在の銀河形成理論では,ダークマターの密度の高い場所でモンスター銀河が誕生すると予想されている。

このような予想を検証するためには,モンスター銀河がどのような場所で生み出されているのか,その現場をとらえることが必要になる。

一つ一つのモンスター銀河は我々の住む天の川銀河の数百倍から1000倍もの凄まじい勢いで星を形成しており,やがて巨大銀河へと進化すると考えられている。この結果は,原始グレートウォールが巨大銀河の誕生を支える母体であることを指し示すものであり,モンスター銀河の形成過程やその後の進化の解明につながると期待される。

しかし,モンスター銀河はあまりに多くの塵に覆われていて,可視光ではその姿をあまりとらえられない。モンスター銀河を「見る」ためには,サブミリ波で観測することが有効になる。サブミリ波を使うことで,塵からの放射を捉え,モンスター銀河の姿を浮かび上がらせることができる。

これまでに,研究チームではアステ望遠鏡を用いて,この領域のサブミリ波の画像を取得し,原始グレートウォールの方向にモンスター銀河がいるらしいことを予想した。一方で,解像度,感度,ともに十分ではなかったため,それ以上の探査が難しかった。

そこで,より鮮明な画像を得るべく,南米チリに作られた最新鋭の電波望遠鏡であるアルマ望遠鏡を用いて,詳しく観測した。

その結果,従来の観測と比較して60倍の解像度と10倍の感度を達成することができ,それぞれのモンスター銀河を明確に認識することが可能になった。

そして,合計9個のモンスター銀河が原始グレートウォールの内部に群れ集まって存在していることを確認した。モンスター銀河は希少な天体であり,1億光年四方の立方体の中に平均して0.1個程度しか存在しないことが知られている。

今回発見されたモンスター銀河の集団はその数千倍のとても高い密度を示していた。さらに,原始グレートウォールの中でも中心部,フィラメントの交わる場所でこのモンスター銀河の集団は発見された。

今回,研究チームは原始グレートウォールの中心部がモンスター銀河の誕生の現場であることを明らかにした。このことは,同時に,モンスター銀河を道しるべとしてより遠方の宇宙における原始グレートウォールを探索していくことができる可能性を示している。

研究チームではアルマ望遠鏡やすばる望遠鏡を用いて,モンスター銀河と原始グレートウォールの関係をより詳しく調べていく予定。

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