ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測から、これまで観測された中で最遠の銀河が発見されました。

画像はウェッブ望遠鏡がNIRCam(近赤外線カメラ)で「COSMOS」と呼ばれる領域をとらえたもので、白枠内に「MoM-z14」と呼ばれる銀河が拡大表示されています。MoM-z14は、ビッグバンから約2億8000万年後の宇宙に存在していた銀河です。これまではビッグバンから約2億9000万年後の宇宙にあったJADES-GS-z14-0が最遠記録の銀河でした。ウェッブ望遠鏡のNIRSpec(近赤外線分光器)を使い分光観測することで、MoM-z14の赤方偏移が14.44であることが確認されました(JADES-GS-z14-0の赤方偏移は14.18)。
非常に明るく、また大量の窒素が検出された
初期宇宙では、ウェッブ望遠鏡の打ち上げ前に理論的に予測されていたよりも100倍ほどの数の明るい銀河が発見されています。MoM-z14も、そんな明るい銀河の一つです。
MoM-z14からはまた、大量の窒素が検出されました。窒素がそれほど増えるには長い時間が必要で、ビッグバンから2億8000万年しか経過していないMoM-z14では、それほど大量の窒素を生み出すほどの時間が足りません。初期宇宙の非常に高密度な環境で、太陽の1万倍もの質量をもつ超巨大星が誕生し、急速に窒素を作り出したのではないかと推測されています。
また、MoM-z14の周囲では「宇宙の再電離」の兆候がみられました。ビッグバンから時間が経過して宇宙が低温になると、ばらばらだった陽子と電子が結合して中性水素ガスになりました。やがて生まれた第一世代の星(ファーストスター)からの紫外線によって、宇宙を漂う中性水素が再び電離されたと考えられています。そのような現象は「宇宙の再電離」と呼ばれます。今回の発見は、宇宙の再電離の過程を垣間見ているのかもしれません。
MoM-z14のような初期宇宙にある明るい銀河は、今後もウェッブ望遠鏡によって次々に発見されると考えられています。さらに今後打ち上げられるナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡は、ウェッブ望遠鏡よりはるかに広い視野をもっており、そのような初期銀河を大量に発見することが期待されています。
(参考)「観測史上最遠 宇宙誕生後わずか2億9000万年後の銀河を発見 ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡」
Image Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, R. Naidu (MIT), Image Processing: J. DePasquale (STScI)

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