ウェッブ、モデルに課題を突きつける初期宇宙の暗黒物質銀河団を観測

ウェッブ、初期宇宙で異例に成熟した銀河団を発見

NASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、物質が高密度に集中し秩序だった構造を持つ遠方の銀河団を観測した。この特徴は、宇宙が最大規模の構造をどれほど速く形成したのかについて、従来の予想に疑問を投げかける。

この銀河団 XLSSC 122 は、地球から約104億光年離れている。現在、強い重力レンズ効果を生じる様子が観測された銀河団としては、既知の中で最も遠い。重力レンズ効果とは、銀河団の背後にある、さらに遠方の銀河から届く光が曲げられたり歪められたりする現象だ。

重力が、見えない質量を明らかにする

強い重力レンズ効果は、直接観測できない物質の質量を推定する手段を天文学者に与える。XLSSC 122 の場合、ウェッブの観測は、暗黒物質を含む物質が予想外に高密度で集中していることを示している。

暗黒物質は、望遠鏡で直接見える形では光を放射も反射もしない。しかし、その重力は銀河団を通過する光の進路に影響を与える。XLSSC 122 と、さらに遠方にある背景銀河との偶然の位置関係によって、その重力の効果を測定できる。

予定より早く形成されたように見える銀河団

銀河団は、宇宙の時間の中で物質が重力によって集まることで形成される。XLSSC 122 が存在した時代には、このような大質量の系はまだ形成途中だと予想されていた。それにもかかわらず、同銀河団は通常、より近年の銀河団に結び付けられる規模と組織性をすでに示している。

この銀河団は、IPACの研究者が主導した最近の3件の研究の焦点となっている。IPACは、天体物理学と惑星科学を扱うCaltechの科学・データセンターだ。研究結果は、少なくとも一部の宇宙構造が、現在のモデルの予測より速く発達した可能性を示唆している。

研究者が次に調べること

観測はまた、銀河団内に広がる拡散した星の光と、見えない暗黒物質の分布との間に、潜在的なつながりがあることも示している。追加観測で確認されれば、この関係は初期宇宙の暗黒物質を研究する別の手段を天文学者に提供する可能性がある。

XLSSC 122 は、宇宙論モデルに対する最終的な判定ではなく、例外的に観測条件に恵まれた単一の系だ。しかし、その密度、成熟度、レンズ効果のシグナルは、宇宙最大の重力束縛構造がいつ、そしてどのように形成されたのかを調べるうえで、重要な追跡研究の対象にしている。

この記事は Science Daily の報道に基づいている。原記事を読む。