ウェッブ望遠鏡で観測された最も遠い銀河候補の距離を確定 予想外の星形成も確認
誕生直後の宇宙に存在する銀河を見つけるのは簡単ではありません。単純に距離が遠いことに加えて、銀河までの正確な距離を測ることが難しいためです。非常に遠くにあるとされた銀河が、実際にはもっと近い距離にあったと判明した事例もあります。 今日の宇宙画像 東京大学の播金優一氏などの研究チームは、「ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡」で観測した遠方銀河の候補の内、「メイジャー銀河（Maisie's Galaxy）」と「CEERS2_588」について、観測データの詳細な分析を行いました。その結果、この2つの銀河が真に遠い銀河であることを独立して証明し、初期の宇宙にはいくつかのモデルによる予測よりもずっと多くの銀河が存在することを明らかにしました。また、これらの銀河では星形成（恒星が新たに誕生すること）が予想以上に活発であることも判明しました。 ※…この記事における天体の距離は、光が進んだ宇宙空間が、宇宙の膨張によって引き延ばされたことを考慮した「共動距離」での値です。これに対し、光が進んだ時間を単純に掛け算したものは「光行距離 (または光路距離)」と呼ばれます。また、2つの距離の表し方が存在することによる混乱や、距離計算に必要な数値にも様々な解釈が存在するため、論文内で遠方の天体の距離や存在した時代を表すには一般的に「赤方偏移（記号z）」が使用されます。
■遠い銀河であることを証明するのは難しい
宇宙は今から約138億年前に誕生しましたが、最初期には恒星も銀河も存在しませんでした。では、銀河はいつ誕生したのでしょうか？この疑問に答えるには、実際に初期宇宙に存在する銀河を見つける必要があります。 ただし、その作業は簡単ではありません。光の速度は有限なので、私たちは遠くの宇宙を観るほど、より初期に近い宇宙を観ることになります。しかし、遠くになればなるほど銀河の見た目の明るさは暗くなるため、見つけること自体が困難になります。 仮に銀河を見つけたとしても、今度は距離を測定することが難しいという別の問題が出てきます。銀河から放出された光は、宇宙の膨張にともなう「赤方偏移」と呼ばれる現象によって、地球へ届くまでの間に波長が引き伸ばされています。宇宙の膨張速度はある程度知られているため、赤方偏移の度合いから銀河の距離を逆算で求めることができます。 赤方偏移の度合いを知るには、物質が特定の波長の光を吸収することで現れる影である「吸収スペクトル」の波長を知る必要があります。吸収スペクトルの値は本来固定されていますが、赤方偏移によって値がずれるため、吸収スペクトルは赤方偏移の度合いを知るための目印となる訳です。しかし、ただでさえ弱い光の中から吸収スペクトルを正しく読み取ることは極めて困難な作業です。これに加えて、赤方偏移によってズレた吸収スペクトルの波長が、たまたま別の物質による吸収スペクトルの値に近付くことで、赤方偏移の推定値が大幅に変わってしまうことがあります。 例えば、ウェッブ望遠鏡によって発見された「CEERS-93316」という銀河の赤方偏移は、当初16.39であると測定されていました。これは地球から346億光年離れた、今から135億5000万年前の宇宙に存在する銀河であることを示す値であり、測定結果が正しければ観測史上最も遠い天体の発見記録となるはずでした。 しかし後の分析によって赤方偏移の値は4.912へと大幅に下方修正され、地球からの距離は258億光年、時代は今から125億9000万年前に書き換えられました。このような大きな違いが生じたのは、赤方偏移が約16である場合のスペクトルと、赤方偏移が約5である場合のスペクトルが非常に類似しているという偶然が絡んでいました。
