最も遠い既知の銀河までの距離

天文学者は、これまでに発見された中で最も古く、最も遠い銀河までの距離をより正確に測定しました。彼らが見る光は、宇宙が「小さな宇宙の子供」であった約134億年前にGN-z11として知られる銀河を去りました、そして銀河は観察可能な宇宙のまさに端をマークします。

空間を調べることは、時間を振り返ることです。光の速度は一定です。つまり、たとえば100光年離れた場所にあるオブジェクトを見ると、100年前と同じように見えます。

したがって、数十億光年離れた場所にあるオブジェクトを研究すると、宇宙が初期にどのように見えたかを知ることができます。

現在、天文学者の国際チームはこれを論理的な結論に導き、最も遠い既知の銀河までの距離をこれまでになく正確に測定しています。

一方では、GN-z11は134億光年離れているので、ビッグバンからわずか4億2000万年後に何が起こったのかがわかります。当時、宇宙の年齢は現在のわずか3％であり、この銀河はこれまでに観察された中で最も古いものになりました。

しかし、その距離がすべてを物語っているわけではありません。その実際の距離は実際には320億光年に近く、これは明らかな逆説を引き起こします。宇宙がたった138億年前のとき、どうすれば320億光年離れた光を見ることができるでしょうか。一定の速度で移動する光は、それほど長く移動するのに十分な時間がないはずです。

説明は、宇宙が加速して拡大しているということです。これにより、離れた銀河からの光の波長が拡大し、光スペクトルの赤い端に向かってシフトします。これは、レッドシフトと呼ばれる現象です（銀河GN-z11の後退速度または半径方向の速度は約295,000 km / sです-0.98以上光の速度について）。

レッドシフトは距離の乗数として機能し、方程式ではzと呼ばれます。この新しい研究では、天文学者は銀河からの紫外線を研究し、輝線と呼ばれる特定の化学的特徴がどれほど長くなっているのかを調べることにより、以前の研究よりも正確にGN-z11のレッドシフトを測定しました。

「これは、レッドシフトの化学的特徴を見つけることが期待される電磁スペクトルの領域であるため、特に紫外線に注目しました」と、研究の著者である柏川信成は述べています。

ハッブル宇宙望遠鏡は、GN-z11スペクトルで署名を数回検出しました。しかし、ハッブルでさえ、必要なだけ紫外線線を分解することはできません。そのため、ハワイのKeck I望遠鏡に設置されている、MOSFIREと呼ばれる輝線を測定するためのより近代的な地上の分光器に目を向けました。

この機器を使用して、天文学者は銀河のレッドシフトを以前の測定よりも100倍正確に測定し、そのz値を以前の研究の11.09から10.957と決定することができました。これは、GN-z11がこれまでに観察された中で最も遠く、最も古い銀河であり、観察可能な宇宙の端にあるという証拠を裏付けています。

将来の望遠鏡は、そのようなより高いレッドシフト銀河の祖先を見つけて、再イオン化の始まりの宇宙時代を探求することができるでしょう。

この研究は、ジャーナルNatureAstronomyに掲載されました。