宇宙史を見るための別の方法
Tomographic Ionized-carbon Mapping Experiment、略してTIMEと呼ばれる新しい装置が、宇宙論の中でも特に観測が難しい時代への新たな道を開いている。アリゾナ州のキットピーク天文台にある直径12メートルの電波望遠鏡に搭載されたTIMEは、個々の銀河を切り分けて観測する代わりに、ライン強度マッピングによって多数の銀河の光をまとめて捉える。
これは重要だ。初期の銀河は極めて観測しにくい。光は非常に暗く、強く赤方偏移しており、私たちからは何十億年もの時間が隔たっている。強力な望遠鏡を使っても、天文学者が直接観測できるのはその遠い景色の一部にすぎない。TIMEは、広い領域にわたる特定のスペクトル線の総放射を測ることで、全体像をより多く埋めようとしている。
ライン強度マッピングが重要な理由
ライン強度マッピング、またはLIMは、多数の銀河から同時に放射される単一のスペクトル輝線に注目する。個々の銀河がそれぞれ単独で研究できるほど十分に明るいことを求めるのではなく、その集合光を、宇宙構造が時間とともにどう変化するかを明らかにする信号として扱う。
TIMEでは、一酸化炭素の回転輝線をマッピングしている。これらの輝線は、分子ガスや星形成物質を追跡する手段となり、初期銀河が形成されていた環境を理解する助けになる。
再電離期を狙う
TIMEは、最初の星と銀河が銀河間物質をイオン化した重要な時期である再電離期を調べるために設計されている。この移行期に、水素は中性からイオン化状態へと変わり、宇宙は不透明から半透明へと変化し、光が空間をより自由に進めるようになった。
この相転移は、宇宙史における大きな節目のひとつだ。それがいつ、どのように起きたのかを理解することは、最初の光る構造が周囲の宇宙をどう変えたのかを明らかにする手がかりになる。
初期成果が公表される
Universe Todayによると、TIMEは2021年と2022年にコミッショニング観測を開始し、研究者らは現在、The Astrophysical Journalに掲載された論文で初期結果を公表した。最初の研究は、銀河中心部にあるSagittarius A分子雲複合体の塵と分子ガスのマッピングに焦点を当てた。
その初期研究は、まだプロジェクトが目指す最終目標そのものではないが、装置の性能を示し、その科学的有用性を示し始めている。比較的新しい観測手法に基づくマッピング実験にとって、性能を証明することは重要な一歩だ。
個々の銀河を超えて
TIMEの意義は、対象だけでなく手法にもある。現代天文学は、より遠くまで、あるいはより高い解像度で見える精密な装置を作ることで前進してきた。TIMEは別の方向に進む。多くの初期銀河は1つずつ分解できないほど暗いと受け入れ、その制約を戦略に変えている。
この技術が大規模に成功すれば、直接撮像だけでは得られない、より連続的な初期宇宙の像を築く助けになるかもしれない。明るいスナップショットの断片ではなく、宇宙の形成期のひとつにおいて、ガス、銀河、構造がどのように進化したかについて、より広い地図が得られる可能性がある。
この記事はUniverse Todayの報道に基づいています。 元記事を読む.
Originally published on universetoday.com