X線で観た宇宙に「S8緊張」は見られない 「eROSITA」が挑戦した宇宙の謎
宇宙には無数の銀河がありますが、その大雑把な配置は初期宇宙のわずかな“デコボコ”に由来すると考えられています。しかし、初期宇宙の観測結果から推定されるデコボコと、それより後の時代の観測結果から推定されるデコボコには大きな食い違いがあることが、現代宇宙論の大きな謎の1つとなっています。デコボコに関連するパラメーターは「S8」と呼ばれているため、これは「S8緊張（S8 tension）」と呼ばれています。 今日の宇宙画像 マックス・プランク地球外物理学研究所が主導するeROSITAコンソーシアムは、X線観測衛星「Spektr-RG」に搭載された観測装置「eROSITA」によるX線での宇宙の観測結果を元にS8やその他のパラメーターを計算しました。その結果、eROSITAによる後期宇宙のS8と、これまでに算出された初期宇宙のS8の値に大きな違いはなく、S8緊張は見られないことが分かりました。
■初期宇宙とその後の宇宙にある「S8緊張」
宇宙を数十億光年のスケールで見ると、銀河やガスなどの物質の配置は均等ではなく、濃い所と薄い所に分かれた配置であることが分かっています。この物質密度のデコボコは、時間を遡ると初期宇宙に起源があると考えられています。今のところ観測可能な最も初期の宇宙は、宇宙誕生から約38万年後の時代であり、その頃のデコボコは、平均値と比べて、最大でもわずか10万分の1程度でした。しかし、わずか10万分の1程度であったとしても、物質密度の高い場所は重力が強いためにより多くの物質が集まり、その物質がさらに重力を強くするという連鎖的な現象が発生します。こうして生じた物質の塊が、やがて銀河やその集合体になったと考えられています。 この初期宇宙のデコボコは理論的にも予測されています。特に多く使われるのは「Λ (ラムダ) CDMモデル」と呼ばれる宇宙全体を記述したモデルです。ΛCDMモデルで予測される初期宇宙のデコボコと、そのデコボコから発生する銀河やガスの構造は、現実の宇宙と良く一致しています。宇宙全体に広がる物質密度のデコボコは「S8」というパラメーターを元に計算されています。 しかし、技術革新によって宇宙全体を観測できるようになると、S8の解釈に問題が生じるようになりました。S8を計算するには「初期宇宙を観測する方法」と「それよりも後の時代の宇宙 (後期宇宙) を観測する方法」の2つがあります。初期宇宙でS8を計算するには初期宇宙から放射される「宇宙マイクロ波背景放射」を観測する必要があり、これはESA (欧州宇宙機関) が2009年に打ち上げた宇宙望遠鏡「プランク」によって非常に解像度の高い観測結果が得られています。
