科学者たちは初期の宇宙の銀河団で星形成物質の最良の尺度を得る

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科学者たちは初期の宇宙の銀河団で星形成物質の最良の尺度を得る
2017年7月26日

科学者たちは初期の宇宙の銀河団で星形成物質の最良の尺度を得る
クレジット：HUBBLE LEGACY ARCHIVE、ESA、NASA、BILL SNYDER。

Tadpole Galaxyは、他の銀河との重力相互作用によって取り除かれたガスの流れを示す、崩壊したらせん状の銀河です。分子ガスは、初期の宇宙では銀河に星を形成するのに必要な成分です。
ハワイ州マウナケア - カリフォルニア大学リバーサイド校のRed Sequence Cluster Survey（SpARCS）共同研究の国際スピッツァー適応は、ハワイのMaunakeaにあるWM Keck Observatoryを含む世界で最も強力な望遠鏡の観測結果これまでに発見された銀河の中で最も遠い3つのクラスターの中で、宇宙が40億年に過ぎなかった時に現れたように検出された、分子ガス - 宇宙全体の星形成を引き起こす原材料 - の最大の研究のうちの1つ。マサチューセッツ工科大学のポスドク研究員であるAllison Nobleは、この最新の研究をSpARCSの共同研究から導いた。

結果は最近、天体物理学ジャーナルレターに掲載されました。

クラスターは、宇宙のまれな領域であり、何兆もの星を含む何百もの銀河と、熱いガスと神秘的な暗黒物質からなる厳密なグループで構成されています。
第1に、研究チームは、チリの超大望遠鏡からの分光観測とKeck Observatoryの強力な赤外線探査用マルチオブジェクト分光器（MOSFIRE）を使用して、3つの大規模なクラスターの星形成メンバーである約12の銀河を確認しました。
UCリバーサイドの物理学と天文学の教授であるジリアン・ウィルソン（Gillian Wilson）は次のように述べています。「Keck ObservatoryのMOSFIREデータは、分析された11個の銀河（2組）が実際に3つのクラスターのメンバーであり前景の銀河ではないことを決定的に証明するために不可欠でした。 SpARCSコラボレーション。
次に、NASAのハッブル宇宙望遠鏡（Hubble Space Telescope）の複数のフィルターを使って画像を撮りました。銀河の外見は驚異的な多様性を示しました。
SpARCSの科学者が使用した望遠鏡の1つは、初期の宇宙の銀河で発見された分子ガスから放出された電波を直接検出できる非常に繊細なAtacama Large Millimeter Array（ALMA）望遠鏡です。ALMAの観測では、各銀河の分子ガスの量を決定することができ、星を形成するためにどのくらいの燃料が利用できるかについても最良の測定値を提供しました。
研究者らは、これらのクラスターにおける銀河の特性を、「界銀河」（近い近所の少ないより典型的な環境で見られる銀河）の特性と比較しました。彼らの驚いたことに、彼らは、群銀河は、銀河銀河と比較して銀河中の星の量に比べて分子ガスの量が多いことを発見しました。この発見は、銀河が群に入るときに、他の銀河団や高温ガスとの相互作用が、同様の界銀河の星形成との相対的な停止を加速することが長い間知られていたので、チームを困惑させた環境クエンチング）。
「これは間違いなく興味深い結果です」とWilson氏は述べています。「銀河団が銀河より多くの燃料を利用できる場合、銀河よりも星が増えると予想されるかもしれないが、それでも銀河はそうではない」
SpARCSの共同研究者であり、この研究の指導者であるAllison Nobleは、いくつかの可能な説明を示唆しています。隣接する多くの銀河に囲まれた熱い厳しいクラスター環境にあることが、クラスター銀河の分子ガスを摂動させ、積極的に星を形成する あるいは、クラスター銀河における合併活動の増加などの環境プロセスが、クラスター銀河とフィールド銀河集団の間に観察される差異をもたらす可能性がある。
ウィルソン「今回の研究は、物理的なプロセスは、分子ガスのより高い量をさせるための主に責任があるの質問に答えていないが、それは、分子ガスは、初期宇宙でのクラスタ内の銀河に存在するどのくらいのまだ最も正確な測定を提供します」前記。
SpARCSチームは、NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡の赤外観測を使って、初期の宇宙で銀河の以前に発見されなかった何百ものクラスターを識別する新しい技術を開発しました。
将来的には、より大きなクラスタのサンプルを検討する予定です。チームは最近、ALMA、Keck天文台、ハッブル宇宙望遠鏡に追加の時間を与えられ、銀河の生息地がどのくらい星を形成できるかが決まります。
Keck Observatoryのデータは、WilsonとUCの教員であるMichael Cooper（UC Irvine）とSaul Perlmutter（UC Berkeley）の協力の結果として得られたものです。

MOSFIREについて
赤外線探査用マルチオブジェクト分光器（MOSFIRE）は、さまざまな距離、環境、および物理的条件にまたがるオブジェクトから数千のスペクトルを収集します。この大きな真空低温計器をユニークなものにするのは、視界内で最大46個の個別の物体を選択し、同時に46個の物体すべての赤外線スペクトルを記録する能力である。新しいフィールドが選択されると、真空チャンバ内のロボット機構が、6分以内に焦点面内の小さなスリットの分布を再構成する。MOSFIREの2012年のファーストライト制作では、8年間で、MOSFIREの初期性能は、超低温で近くの小質量物体の発見から、ビッグバン後わずか20億年後の若い銀河での酸素検出にまで及ぶ。MOSFIREは、国立科学財団と天文学の恩人であるゴードンとベティ・ムーアの資金によって賄われました。現在、Keck天文台で最も需要の多い機器です。

その他の著者

マイケル・マクドナルド、マサチューセッツ工科大学
Adam Muzzin、ヨーク大学、カナダ
Julie Nantais、チリ、Andres Bello大学
カンザス大学グレゴリールードニック
Eelco van Kampen、ヨーロッパ南部天文台、ドイツ
Tracy Webb、McGill University、カナダ
ハワードKCイー、トロント大学、カナダ
カイルブーン、UCバークレー
Andrew DeGroot、UCリバーサイド
Anna Delahaye、McGill University、カナダ
リカルド・デマルコ、チリ、コンセプシオン大学
ライアンフォルツ、UCリバーサイド
ブライアン・ヘイデン、UCバークレー/ローレンス・バークレー国立研究所
クリスリドマン、オーストラリア天文台
Ariadna Manilla-Robles、ヨーロッパ南部天文台、ドイツ
WM Keck Observatoryについて

WM Keck Observatoryは、地球上で最も科学的に生産的な望遠鏡を運営しています。ハワイ島のMaunakea頂上にある2つの10m光学/赤外線望遠鏡は、イメージャー、マルチオブジェクトスペクトログラフ、高分解能スペクトログラフ、積分フィールドスペクトロメーター、世界をリードするレーザーガイドスター型の適応光学系である。天文台は民間の501（c）3非営利団体であり、カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学、NASAの科学的パートナーシップです。

記事の概要
UCリバーサイドに本拠を置く国際的なSpARCSの共同研究は、初期の宇宙に位置する銀河のクラスターに星を形成するために利用可能な燃料の量を、まだ最高に測定しています。