銀河どうしが密集する環境では、そうでない場合よりも星の生死のサイクルが急速に進むことが知られています。これは「環境効果」と呼ばれています。
環境効果は、宇宙の歴史の中でいつから存在していたのでしょうか。筑波大学の橋本拓也氏、スペイン宇宙生物学センターのJavier Álvarez-Márquez氏らの国際研究チームは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡とアルマ望遠鏡を用いて、131.4億光年かなたの原始銀河団A2744z7p9ODの中の銀河が密集している「コア領域」の観測を行いました。
4銀河のうち3つの銀河から塵を検出
ウェッブ望遠鏡によるコア領域の観測の結果、天の川銀河の直径の4分の1ほどに相当する3万6000光年を一辺とする領域の中で、電離した酸素イオンの光が4つの銀河から検出されました。その光の分析から、4つの銀河がほぼ同じ距離（131.4億光年）にあることが判明し、同じ原始銀河団のメンバーであることが確認されました。
さらに研究チームが、アルマ望遠鏡が観測したデータを解析したところ、4つのうち3つの銀河から塵の出す電波が検出されました。これほど昔の原始銀河団で塵が検出されたのは初めてです。
138億年前のビッグバン直後には水素やヘリウムなど軽い元素しかなく、宇宙で最初に生まれた第1世代の星々は、それらの軽い元素から作られました。
今回観測された原始銀河団は、138億年前に宇宙が誕生してから7億年余り後の時代に存在していたものです。その原始銀河団の中の銀河に多量の塵があることは、銀河内の第1世代の星の多くがすでに一生を終え、銀河の成長が進んでいることを示しています。
同じ原始銀河団で、コア領域以外の銀河では塵は検出されていないことから、誕生7億年後の宇宙で環境効果が存在していたと考えられるとのことです。
4銀河の成長のシミュレーション
研究チームはさらに、コア領域の4つの銀河が、どのように形成され進化するのかを検証するため銀河形成シミュレーションを行いました。画像はシミュレーションによる天体の成長のようすです。シミュレーションの結果、宇宙誕生後6.8億年ごろにガスが密集した領域が存在し（a）、その中心部を拡大すると（b）、密集した4つの銀河が形成されることが示されました。その後、それらの銀河は数千万年という比較的短い期間で合体し、より大きな銀河に進化することが示されました。
（参照）アルマ望遠鏡
