宇宙の夜明け: ユークリッド探査機がこれまでに見た中で最も遠い 31 個のクエーサーを発見

欧州宇宙機関（ESA）のミッションは、宇宙の端にある31個のクエーサーを発見した。このうち 2 つはこれまでに観測された中で最も遠いもので、その起源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。

ESAが2023年に打ち上げたユークリッド宇宙天文台は、観測天文学の限界を再定義する発見をした。彼は、宇宙の最古の時代から 31 個のクエーサーを特定しました。これは前例のない数で、遠い時代に知られていたこれらの天体の数の 2 倍以上であり、さらに宇宙古代のすべての記録を破る 2 個も含まれています。

EUCL J172902.75+641018.1 と EUCL J125308.55+705432.3 と名付けられた 2 つの最も注目すべきクエーサーは、それぞれ 7.77 と 7.69 の赤方偏移を持っています。これは、それらが 130 億光年以上離れていることを意味し、宇宙が誕生してからわずか 6 億 7,000 万年、つまり現在の年齢の 5% に相当する時代に私たちを戻します。この情報は、オランダのライデン大学のダミン・ヤン氏率いる研究チームが発表した。

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クエーサーは銀河の進化における短い段階であり、中心の超大質量ブラックホールへの大量の物質の落下によって特徴付けられます。このプロセスにより巨大なエネルギーが放出され、銀河核が他のホスト銀河よりも数百倍、さらには数千倍も明るく輝き、既知の宇宙全体で最も明るい天体となっています。

科学界は何十年にもわたって、宇宙オーロラの過程、特に最初の超大質量ブラックホールとそのホスト銀河の形成と成長を解明するために、これらの初期クエーサーを探してきました。しかし、必要な大きさに達した銀河がほとんどなかったことと、その原始光の強度が低く、近くの星の光と混同されやすいため、その極めて稀な存在により、検出は困難でした。

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ユークリッド望遠鏡は、広い視野、優れた観察深度、比類のない画像の鮮明さ、宇宙の赤外線視野を組み合わせた前例のない技術能力により、これらの障壁を克服しました。 EuclidチームのESA研究者であるアントニオ・ラ・マルカ氏が強調したように、彼は宇宙初期のクエーサー個体群の真の人口調査を実施した。同氏は、赤方偏移が7以上の最初の10個のクエーサーを発見するには10年以上かかったが、ユークリッドはわずか1年の運用でその数を超えたと指摘した。

確認された 31 個のクエーサーのうち、12 個の赤方偏移は 7 以上で、これは宇宙史の最初の 7 億 7,000 万年に相当します。この時期は、宇宙が冷たくて暗い状態から熱く電離された状態に変化し、今日私たちが見ている構造の基礎を築いた、いわゆる再電離の時代と一致するため、天体物理学と非常に関連しています。

ダーミン・ヤンのチームによって発見された2番目に古いクエーサーは、シルビア・ベラディッタとその共同研究者らによる最近の詳細な研究の対象となった。観測により、この天体は激しい星形成が起こる塵とガスが豊富な銀河に位置していることが示され、これらの最初の超大質量ブラックホールの母銀河の特徴についての貴重な手がかりが得られた。

このような遠くの物体を検出できる Euclid の能力は、その技術的性能だけでなく、高度なデータ処理によるものです。これにより、Euclidコンソーシアムの何千人もの科学者や技術者が大量の情報を分析して、これらの希少で遠隔のクエーサーを特定することが可能になり、ESAのEuclidプロジェクト科学者ヴァレリア・ペットリーノ氏の説明によれば、地上の望遠鏡で詳細を調べることができるようになる。

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このキャンペーンで発見されたクエーサーは、ユークリッドワイドサーベイによって収集されたデータに由来しています。この観測プログラムは、完了すると全天球の 3 分の 1 以上をカバーすることになります。その主な目的は、暗黒宇宙の秘密を解き明かし、その構成、歴史、進化を探求すること、また、数十億個の銀河の観察を通じてその大規模な構造をマッピングすること、そして現在証明されているように、無数のクエーサーを発見することです。

この発見は、これらの魅力的なオブジェクトの理解に大きな進歩をもたらしました。これまで、知られている最古のクエーサーは氷山の一角、つまり最も見つけやすい非常に明るい標本に過ぎませんでした。初期宇宙のクエーサーは個体群として適切に研究するには十分な数がありませんでしたが、ユークリッドは最も明るい天体だけでなく古代のクエーサー個体群の大部分も記録することでこの限界を克服することができました。

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ユークリッドの発見により、赤方偏移が 7 を超える既知のクエーサーの数が 2 倍になり、距離と年齢の新記録が樹立されました。これにより、これら 2 つの天体が真のタイムマシンに変わり、天文学者は未踏の宇宙の時代を垣間見ることができ、これらの巨大なシステムがどのようにして急速に形成され成長したのかを理解することができます。この謎は、現代の天体物理学における最大の課題の 1 つを表しています。

暗黒物質と暗黒エネルギーの性質を解明することを目的として宇宙の探査を続けているユークリッドの使命は、この発見によってその価値が宇宙論だけではないことを証明しました。また、これは原始宇宙の最も極端でエネルギーに満ちた天体の研究にとっても重要であり、初期宇宙を形成し、今日私たちが観察する構造の形成につながったプロセスを理解するための新たな窓を開きます。

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