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銀河の磁場の史上最遠の検出

2023-09-10 18:08:44 | 銀河
遠方の銀河からの電波や赤外線を手前の銀河が重力レンズで曲げているので円弧状に引き伸ばされています。以下、機械翻訳。
アルマ望遠鏡による9io9銀河の眺め
暗い背景の中央に電気青のドーナツ型の塊があり、遠方の銀河の磁場の向きを示しています。 明るいドーナツは完全ではなく、主な機能は 2 つだけです。 磁場の線により、まるで毛皮のような質感が生まれます。 ドーナツの右側は、明るく湾曲したバナナのような形をしています。 代わりに、左側には円形の別の明るい領域があります。
この画像は、遠方の 9io9 銀河の磁場の向きを示しています。この画像は、宇宙が現在の年齢のわずか 20% であったときに見られました。これは、これまでに銀河の磁場の検出が行われた中で最も遠いものでした。 この観測は、ESO がパートナーであるアタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ (ALMA) を使用して行われました。 9io9 内の塵の粒子は銀河の磁場とある程度整列しており、そのため偏光を放射します。これは、光波がランダムではなく、好ましい方向に沿って振動することを意味します。 アルマ望遠鏡はこの偏光信号を検出し、天文学者はそこから磁場の向きを割り出すことができました。ここではアルマ望遠鏡の画像上に重ねられた曲線として示されています。

9io9 の磁気的に整列した塵が発する偏光信号は非常に微弱で、銀河全体の明るさのわずか 1 パーセントに相当するため、天文学者はこの結果を得るために自然の巧妙なトリックを利用しました。 チームは、9io9 が私たちから非常に遠いにもかかわらず、重力レンズとして知られるプロセスによって拡大されていたという事実に助けられました。 これは、遠くの銀河 (この場合は 9io9) からの光が、前景にある非常に大きな天体の重力によって曲がるため、より明るく歪んで見えるときに発生します。
クレジット:アルマ望遠鏡(ESO/国立天文台/NRAO)/J. ギーチら。
銀河の磁場の史上最遠の検出
2023年 9月 6日

暗い背景の中央に電気青のドーナツ型の塊があり、遠方の銀河の磁場の向きを示しています。 明るいドーナツは完全ではなく、主な機能は 2 つだけです。 磁場の線により、まるで毛皮のような質感が生まれます。 ドーナツの右側は、明るく湾曲したバナナのような形をしています。 代わりに、左側には円形の別の明るい領域があります。
天文学者たちは、アタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ (ALMA) を使用して、非常に遠く離れた銀河の磁場を検出したため、その光が私たちに届くまでに 110 億年以上かかりました。私たちは、宇宙がまだ 2.5億歳だったときと同じように見ることができます。 10億歳。 この結果は、天文学者に、私たちの天の川のような銀河の磁場がどのようにしてできたかについての重要な手がかりを提供します。

惑星、星、銀河など、宇宙の多くの天体には磁場があります。 「多くの人は、私たちの銀河全体や他の銀河が数万光年に及ぶ磁場に覆われていることを知らないかもしれません」と、英国ハートフォードシャー大学の天体物理学教授であり、著書の主著者であるジェームズ・ギーチ氏は言う。 この研究は本日Nature誌に掲載された。

「銀河がどのように進化するかにとって非常に基本的なものであるにもかかわらず、これらの磁場がどのように形成されるかについては、実際にはほとんどわかっていません」と、同じくこの研究に参加した米国スタンフォード大学の研究者エンリケ・ロペス・ロドリゲスは付け加えた。 これまでのところ、天文学者は私たちに近い銀河の磁場のマッピングしか行っていないため、宇宙の生涯のどのくらい初期に銀河の磁場が形成されるのか、またどのくらいの速度で磁場が形成されるのかは明らかではありません。

今回、ヨーロッパ南天天文台 (ESO) がパートナーであるアルマ望遠鏡を使用して、ギーチと彼のチームは、近くの銀河で観察されるものと構造が似た、完全に形成された磁場を遠方の銀河に発見しました。 この磁場は地球の磁場の約千分の1と弱いですが、その範囲は 16,000 光年以上に及びます。

「この発見は、銀河規模の磁場がどのように形成されるのかについての新たな手がかりを与えてくれます」とギーチ氏は説明します。 宇宙の歴史のこの初期に完全に発達した磁場を観測したことは、若い銀河がまだ成長している間に、銀河全体に広がる磁場が急速に形成される可能性があることを示しています。

研究チームは、宇宙初期の激しい星形成がこの星の発展を加速する役割を果たした可能性があると考えている。 さらに、これらの場は、後の世代の星の形成方法に影響を与える可能性があります。 共著者でESOの天文学者ロブ・アイヴィソン氏は、今回の発見により「磁場は新しい星を形成している物質と結びついているため、銀河の内部の仕組みへの新たな窓が開かれた」と述べている。

この検出を行うために、研究チームは遠方の銀河 9io9 にある塵粒子から発せられる光を探しました [1]。 銀河には塵の粒子がたくさん詰まっており、磁場が存在すると粒子は整列する傾向があり、銀河が発する光は偏光になります。 これは、光波がランダムではなく、好ましい方向に沿って振動することを意味します。 アルマ望遠鏡が9io9から来る偏光信号を検出してマッピングしたとき、非常に遠い銀河に磁場の存在が初めて確認されました。

「他の望遠鏡ではこれを達成できませんでした」とギーチ氏は言います。 今回と今後の遠方磁場の観測によって、これらの基本的な銀河の特徴がどのように形成されるのかという謎が解明され始めることが期待されています。

ノート
[1] 9io9 は、市民科学プロジェクトの過程で発見されました。 この発見は英国の BBC テレビ番組 Stargazing Live の視聴者によって助けられました。2014年に視聴者は 3晩にわたって、遠くの銀河を探すために数百万枚の画像を調べるよう求められました。

詳しくは
この研究は、Nature に掲載される論文として発表されました。

チームは、J. E. Geach (イギリス、ハートフォードシャー大学物理工学およびコンピューターサイエンス学部天体物理学研究センター)、E. Lopez-Rodriguez (米国スタンフォード大学カブリ素粒子天体物理宇宙論研究所) で構成されています。 )、M. J. Doherty (ハートフォードシャー)、Jianhang Chen (ヨーロッパ南天文台、ガーヒング、ドイツ [ESO])、R. J. Ivison (ESO)、G. J. Bendo (英国アルマ地域センターノード、ジョドレルバンク天体物理学センター、物理天文学部、 マンチェスター大学(英国)、S. Dye(英国ノッティンガム大学物理天文学部)、K.E.K. Coppin(ハートフォードシャー)。

ヨーロッパ南天天文台 (ESO) は、世界中の科学者が万人の利益のために宇宙の秘密を発見できるようにします。 私たちは、天文学者が刺激的な問題に取り組み、天文学の魅力を広めるために使用する世界クラスの天文台を地上で設計、建設、運営し、天文学のための国際協力を推進しています。 1962 年に政府間組織として設立され、現在 ESO はサポートされています。
16の加盟国(オーストリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、英国)と主催国による。 チリとオーストラリアは戦略的パートナーです。 ESO の本部とそのビジター センターおよびプラネタリウムである ESO スーパーノヴァは、ドイツのミュンヘンの近くにあり、空を観察するための独特の条件を備えた素晴らしい場所であるチリのアタカマ砂漠には、私たちの望遠鏡があります。 ESO は、ラ シラ、パラナル、チャナントールの 3 つの観測サイトを運営しています。 Paranal では、ESO は超大型望遠鏡とその超大型望遠鏡干渉計、さらに VISTA などの測量望遠鏡を運用しています。 またパラナルでは、ESOは世界最大かつ最も感度の高いガンマ線天文台であるチェレンコフ望遠鏡アレイ南をホストし、運営します。 ESO は国際的なパートナーと協力して、ミリメートルおよびサブミリメートルの範囲で空を観測する施設であるチャナントールでアルマ望遠鏡を運営しています。 パラナル近くのセロ アルマゾネスで、私たちは「空にある世界最大の目」である ESO の超大型望遠鏡を建設しています。 私たちはチリのサンティアゴにあるオフィスから国内での事業をサポートし、チリのパートナーや社会と関わります。

国際天文学施設であるアタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ (ALMA) は、ESO、米国国立科学財団 (NSF)、日本の国立自然科学研究所 (NINS) とチリ共和国の協力によるパートナーシップです。 アルマ望遠鏡は、加盟国を代表して ESO から資金提供されており、NSF はカナダ国立研究評議会 (NRC) および台湾の国家科学技術評議会 (NSTC) と協力して、NINS は中央研究院 (AS) と協力して資金提供されています。 台湾と韓国天文宇宙科学研究院(KASI)にある。 アルマ望遠鏡の建設と運用は、加盟国を代表してESOが主導します。 北米を代表して、Associated Universities, Inc. (AUI) が管理する国立電波天文台 (NRAO) による。 そして東アジアを代表して国立天文台(NAOJ)によるものです。 合同アルマ望遠鏡 (JAO) は、アルマ望遠鏡の建設、試運転、運用の統一的なリーダーシップと管理を提供します。

ハートフォードシャー大学について: ハートフォードシャー大学は、革新と進取の精神によって定義され、70 年以上にわたって革新的で職業第一の教育機関として活動してきました。 英国の航空業界の主要な教育者としてのスタートから今日の広範なサービスに至るまで、私たちは常にあらゆる種類の可能性を高めるために必要な環境と専門知識を提供することに特化してきました。 140 か国以上から集まった 30,000 人以上の学生で構成される当校の活気あるコミュニティにとって、これは現実世界に影響を与える画期的な研究に従事する専門家による質の高い教育を意味します。 550 を超えるキャリア重視の学位オプションにアクセスでき、優れた本物の施設を使用して、世界中の 170 以上の大学で学ぶ機会が得られます。 そして、人材をさらに前進させる専門的なネットワーキングの機会を提供する業界のつながり。 うちはハーツです。 ハーツ。 ビートが速くなります。 アイデアが異なるペースで進む場所を発見してください。 herts.ac.uk にアクセスしてください。

リンク
研究論文
アルマ望遠鏡の写真

この赤外線画像は遠方の銀河9io9を示しており、ここでは明るい近くの銀河の周りを曲がった赤みがかった弧として見られます。この近くの銀河は重力レンズとして機能します:その質量はその周りの時空を湾曲し、背景の9io9から来る光線を曲げ、したがってその歪んだ形状です。


このカラービューは、チリのESOの可視赤外線天文学用サーベイ望遠鏡(VISTA)と米国のカナダフランスハワイ望遠鏡(CFHT)で撮影された赤外線画像を組み合わせたものです。
版権:ESO/J. Geach et al.


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