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Aug 09, 2023

「10代」の宇宙の銀河がその水域マップを初めて明らかに

銀河 J1135 は 120 億光年離れたところにあり、ビッグバンから 20 億年も経っていないように見えます。 科学者たちは初めて水の地図を作成することに成功した

銀河 J1135 は 120 億光年離れたところにあり、ビッグバンから 20 億年も経っていないように見えます。

科学者たちは初めて、138億年の宇宙がまだ宇宙の10代だった頃に存在していた銀河内の水の分布地図を作成することに成功した。

J1135と指定されたこの銀河は、地球から約120億光年離れたところに位置しているため、ビッグバンから20億年も経っていないと考えられています。

銀河観察・理論天体物理学 (GOThA) チームが実施した SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) 研究の一環として作成された J1135 の水マップも、これまでに見たことのない初期宇宙銀河のダイナミクスを明らかにする可能性がある前例のない解像度を備えています。 。

水は生命にとって不可欠な成分ですが、宇宙全体に水が存在することには、居住可能な地域を探す以上の目的があります。 科学者は、銀河全体にわたる水の分布を利用して、内部で起こっている特定のプロセスの宇宙の物語を伝えることができます。 これは、水が氷から蒸気に状態を変えるときに、星やさらにはブラックホールが誕生するエネルギーが増加した領域を示しているためです。 つまり、銀河の特定の領域で水蒸気が見つかるということは、そこで何か非常に重要なことが起こっていることを示しているということです。

「水は地球上だけでなく、宇宙のどこにでも、さまざまな州で見つかります」と、この研究の筆頭著者でありSISSA研究者のフランチェスカ・ペロッタ氏は声明で述べた。 「例えば、水は氷の形で、星が誕生する塵やガスの密集領域である、いわゆる分子雲の中に存在します。」

「水はマントのように機能し、星間塵粒子の表面を覆い、これらの分子雲の構成要素と宇宙での分子形成の主な触媒を形成しています」とペロッタ氏は続けた。 - 熱い系外惑星の大気

ペロッタ氏はまた、熱を放出する星の誕生や、エネルギーを放出する周囲の物質を食べ始めるブラックホールなど、分子雲の静けさと冷たさを何かが破る時があると説明した。

これらの破壊的な発生源からの放射線は凍った水を加熱し、昇華と呼ばれるプロセス中にそれを直接気体、別名水蒸気に変換させます。 その後、この水蒸気が冷えると、天文学者が観測できる赤外線を放射します。

「天体物理学者は、この水蒸気の放出を観察して、エネルギーが生成される銀河の領域をマッピングすることができ、銀河がどのように形成されるかについて前例のない洞察を得ることができます」とペロッタ氏は述べた。

その放出データを二酸化炭素などの特定の分子のマッピングと組み合わせることで、銀河が時間の経過とともにどのように集合するかについてさらに詳しく明らかにすることもできます。

しかし、J1135のような初期銀河の観測は、アルバート・アインシュタインの一般相対性理論で初めて予測された「重力レンズ」と呼ばれる現象の助けがなければ不可能だろう。

アインシュタインの 1915 年の一般相対性理論は、時間を高次元で有形であると仮定し、質量を持つ物体が時空の構造そのものに歪みを与えると基本的に予測しています。 これは、生地にへこみを引き起こす、伸ばされたゴムシート上に置かれた球形の重りの 2D の類似点に似ています。 より大きな質量のおもりはより極端なシートの湾曲を引き起こすのと同じように、より大きな質量の宇宙物体はより極端な時空の歪みを引き起こします。 ただし、実際には、時間ビットのせいで時空の歪みが 4D で発生します。

その曲率は、私たちが重力として知っているものを引き起こすだけでなく、光と関係する非常に興味深い現象も引き起こします。

背景の光源 (たとえば、古代の星) からの光が、その背景の光源と地球の間にある巨大な銀河によって作られた時空の曲率を通過するとき、介在する物体を通過する光の経路の曲線は、光がワープにどれだけ近づくかによって決まります。 これは最終的には、同じ物体からの光が異なる時間に望遠鏡に到達する可能性があることを意味します。