ユークリッド望遠鏡、130億年前に光を発する宇宙最古のクエーサーを特定

世界的な研究者チームは、これまでにカタログ化された最古のクェーサーのうち 31 個を特定し、そのうちの 2 個はこれまでに観測された中で最も遠いクェーサーの 1 つを特定するという注目に値するマイルストーンを達成しました。太陽 1 兆個分の強さで輝くこれらの印象的な発光は、宇宙が誕生してからわずか 6 億 7,000 万年の時代にまで遡ります。

最近、有名な雑誌 *Astronomy & Astrophysics* に掲載されたこれらの発見は、初期段階の宇宙の状態と形成の理解において大きな進歩をもたらしました。実際、クエーサーは宇宙で最も明るい天体の一部であり、その驚異的なエネルギーは、銀河の中心にある超大質量ブラックホールに引き寄せられ、消費される物質によって生成されます。

この研究の共著者であり、カリフォルニア大学サンタバーバラ校およびライデン大学の教授であるジョセフ・ヘナウィ教授にとって、これらの天体は、太陽の数十億倍の質量に達するブラックホールが宇宙の原始段階にどのようにして急速に発達したのかという謎を解く貴重な鍵となる。

最遠のクエーサーを観測する際の課題

天文学者たちは何十年もの間、最初の銀河やブラック ホール自体の形成の背後にある謎を解明することを目的として、最初のクエーサーの探索に専念してきました。しかし、130 億年以上前に誕生した天体は非常に稀であり、検出は非常に困難です。

これらの遠方のクエーサーが発する光は信じられないほど微弱で、地球にはるかに近い恒星の光と簡単に混同される可能性があります。さらに、宇宙の継続的な膨張により、この光の波長が長くなり、紫外スペクトルから、地球の大気が強く輝く範囲である赤外スペクトルに移動し、観測作業をさらに複雑にしています。

この膨張現象は、いわゆる「赤方偏移」を通じて、宇宙天体の年齢と距離を決定するための重要なツールとして使用されます。たとえば、マグニチュード 7 の偏差は、宇宙が誕生してからたったの 7 億 5,000 万年であり、現在の年齢の 6% 未満に相当することを示します。

ユークリッド望遠鏡がどのようにして新たな天文発見を可能にしたのか

このような遠隔天体を検出する際の前述の複雑さを克服するために、欧州宇宙機関 (ESA) は 2023 年にユークリッド宇宙望遠鏡を打ち上げました。この革新的な装置は、地球の大気による干渉を超えて宇宙で動作するように設計されており、地上の天文台と比較して宇宙のかなり広い部分をマッピングすることができます。

ユークリッドの高度な機能のおかげで、科学者たちは 31 個の新しいクエーサーを特定することができました。その存在は、宇宙が全年齢のわずか 5% だった時代にまで遡ります。以前は、利用可能な機器で位置を特定できるのは、最も明るく最も古いクエーサーのみでした。

宇宙望遠鏡を使用すると、夜空の広大な領域をカバーする、はるかに暗い明るさの光を捉えることができます。クェーサーの 1 つを詳細に調査したところ、このクエーサーは宇宙塵が豊富な銀河に埋め込まれており、新しい星の激しく継続的な形成が特徴であることが明らかになりました。

これらの新たに確認された天体は、最初の星や銀河の出現を特徴づけた宇宙史の極めて重要な時期である「再電離の時代」に関連している。発見された合計 31 個のクエーサーのうち、14 個は 7 以上の赤方偏移を示しました。特に最も古い 2 個のクエーサーは 7.69 と 7.77 の赤方偏移を達成し、この種の観測の新記録を樹立しました。