自然科学研究機構 国立天文台

アルマ望遠鏡、観測史上最遠の合体銀河の証拠をとらえた

研究成果

図:アルマ望遠鏡による観測結果をもとに描かれた、131億光年彼方の合体銀河B14-65666の想像図。
アルマ望遠鏡による観測結果をもとに描かれた、131億光年彼方の合体銀河B14-65666の想像図。 オリジナルサイズ(3.6MB)

アルマ望遠鏡による観測で、遠方銀河に酸素、炭素、塵がそろって発見され、130億年以上前に起こった銀河の合体が明らかになりました。合体銀河としてはこれまで観測された中で最も遠い天体であり、宇宙誕生後10億年に満たない時代の現象を捉えた重要な成果です。

私たちの住んでいる天の川銀河を含め、現在の宇宙に存在する銀河は、衝突・合体を繰り返して現在の姿に成長してきました。このような銀河の合体の歴史と過程を明らかにすることは、現代天文学の大きなテーマとなっています。

早稲田大学/日本学術振興会の橋本拓也特別研究員、井上昭雄教授を中心とした研究チームは、アルマ望遠鏡を用いて、ろくぶんぎ座にある距離131億光年の彼方の銀河「B14-65666」を観測し、この天体から酸素、炭素、塵(ちり)が放つ電波を検出することに成功しました。この3種類の電波がそろって観測された天体としては、観測史上最も遠い天体です。ハッブル宇宙望遠鏡の赤外線観測では、この天体は2つのほぼ同じ規模の星の集団(銀河)で構成されていることが明らかになっていましたが、酸素や炭素、塵も、2つの銀河の位置に塊を形作っていることがわかりました。さらに、2つの銀河が異なる速度で動いていること、天の川銀河の100倍という激しいペースで星を生み出していることが、詳しいデータ解析から明らかになりました。これらの結果を受けて、研究チームは、この天体は小さな2つの銀河が互いに衝突し合体しつつあると結論づけたのです。最古の合体銀河の発見です。

橋本氏は、「これほど遠方の銀河で酸素、炭素、塵を全て検出することができたのは、アルマ望遠鏡の絶大な威力を物語っています」とコメントしています。研究チームは今後、さらに窒素や一酸化炭素分子を検出し、銀河の形成と進化やその中での元素・物質の蓄積過程を解明していくことを目指しています。

図:アルマ望遠鏡とハッブル宇宙望遠鏡で撮影した、131億光年彼方の合体銀河B14-65666の疑似カラー画像。
アルマ望遠鏡とハッブル宇宙望遠鏡で撮影した、131億光年彼方の合体銀河B14-65666の疑似カラー画像。アルマ望遠鏡で観測した塵、炭素、酸素の分布をそれぞれ赤、黄、緑、ハッブル宇宙望遠鏡で観測した星の分布を青で表現しています。 オリジナルサイズ(121KB)

この研究成果は、Hashimoto et al. “Big Three Dragons”: a z=7.15 Lyman Break Galaxy Detected in [OIII] 88 μm, [CII] 158 μm, and Dust Continuum with ALMAとして、日本天文学会が発行する『欧文研究報告(Publications of the Astronomical Society of Japan)』に2019年6月18日付で掲載されます。

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