天文学:Firefly Sparkleが初期の銀河形成に光を当てる
Nature
宇宙誕生から約6億年後に形成されたFirefly Sparkle(ファイアーフライ・スパークル〔ホタルの輝き〕)として知られる低質量銀河の詳細な観測により、初期の銀河形成に関する洞察が得られたことを報告する論文が、Nature に掲載される。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST:James Webb Space Telescope)による観測に基づくこの発見は、天の川(Milky Way)銀河の進化の理解に役立つかもしれない。
今回検出された最も遠い銀河は、宇宙誕生から現在までの期間の約5%にあたる時期のものである。しかし、これらの銀河は天の川銀河の1万分の1程度の質量しかなく、その低質量が観測を困難にしている。
ファイアーフライ・スパークル銀河は、ハッブル宇宙望遠鏡で初めて観測されたが、Lamiya MowlaとKartheik IyerらによるJWSTからの新たな詳細観測により、この銀河の形成についてさらに解明が進んだ。分光法と重力レンズ効果(前景にある質量の大きな物体が遠方の光源からの光を曲げる現象)を用いて、この銀河は赤方偏移8.3に位置すると推定され、宇宙誕生後6億年以内に誕生したことが分かった。また、著者らは、ファイアーフライ・スパークルからそれぞれ6,000光年と40,000光年の距離に位置する、Firefly-Best Friend(ファイアーフライ・ベスト・フレンド)とFirefly-New Best Friend(ファイアーフライ・ニュー・ベスト・フレンド)と名付けた2つの近隣銀河も観測した。ファイアーフライ・スパークルは、形成初期段階にある若い、ガスが豊富な銀河である可能性があると、著者らは提案している。著者らは、ファイアーフライ・スパークルの質量は、10個の星団に集中しており、その総質量は、太陽の約1,000万倍であると指摘している。これにより、ファイアーフライ・スパークルは、宇宙黎明期に観測された星団に分解された銀河の中で最も質量の小さいもののひとつとなり、銀河が形成され始めた時期の質量は、現在の天の川銀河の質量とほぼ同じである。
Brian Welchは、同時掲載のNews & Views記事で、「『ファイアーフライ』とその仲間たちの運命はデータから判断できないが、これらの天の川銀河の祖先となる可能性がある天体について研究することで、天の川銀河がどのように形成されたのかの手がかりが得られる」と記している。
- Article
- Open access
- Published: 11 December 2024
Mowla, L., Iyer, K., Asada, Y. et al. Formation of a low-mass galaxy from star clusters in a 600-million-year-old Universe. Nature 636, 332–336 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08293-0
Detailed observations of a low-mass galaxy known as Firefly Sparkle that formed when the Universe was around 600 million years old provides insights into early galaxy formation, a paper in Nature reports. The findings, based on observations from the JWST, may aid our understanding of the evolution of the Milky Way.
The most distant galaxies detected are from when the Universe was around 5% of its current age. However, these galaxies are around 10,000 times less massive than the Milky Way and their low mass makes them difficult to observe.
The Firefly Sparkle galaxy was first observed with the Hubble Space Telescope, but new detailed observations from the JWST, presented by Lamiya Mowla, Kartheik Iyer and colleagues shed further light on the galaxy’s formation. Using spectrometry and gravitational lensing (a phenomenon where a foreground massive object bends light from a distant source), the galaxy is estimated to be located at a redshift of 8.3, placing Firefly Sparkle in the first 600 million years of the Universe. The authors also observed two neighbouring galaxies, which they name Firefly-Best Friend and Firefly-New Best Friend, located at 6,000 and 40,000 lightyears from Firefly Sparkle, respectively, less than the size of the present day Milky Way. Firefly Sparkle may be a young, gas-rich galaxy in its early formation stage, the authors propose. They indicate the mass of Firefly Sparkle is concentrated in 10 clusters of stars, with a total mass of approximately 10 million times the mass of the Sun. This makes Firefly Sparkle one of the lowest-mass galaxies resolved into star clusters observed at cosmic dawn, an epoch when galaxies were starting to form, with a mass similar to that of a progenitor Milky Way.
Brian Welch writes in an accompanying News & Views article “although the fate of the Firefly and its friends cannot be determined from the data, studying these possible Milky Way progenitors can provide clues as to how the Milky Way formed.”
doi: 10.1038/s41586-024-08293-0
「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。