アメリカ航空宇宙局

6月 2, 2021admin

宇宙距離目盛

画像について

現在の観測から宇宙は約137億年だと言われています。光には時間がかかることが分かっているので、130 億光年先の天体を観測する場合、その光は 130 億年前から私たちに向かって移動してきたことになります。

年を追うごとに、最新の技術により、より遠くまで見ることができるようになります。

今回使用した画像は、ハッブル超深場 (UDF: Hubble Ultra Deep Field) です。 UDF は、現在までに目に見える宇宙で最も深い場所の 1 つです。この画像には約1万個の銀河が写っており、フォルナクス座付近の狭い範囲にある空の「コアサンプル」のようなものです。

Ultra Deep Field

UDF, Credit: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team

UDFは約130億年後（ビッグバンから約4億年～8億年の間）を見渡せるものであります。

HSTが見る宇宙

Image Credits: UDF – NASA/ESA/S. Beckwith(STScI) and The HUDF Team. UDFの位置と宇宙の年齢のグラフィックについて。 NASA

地球から最も遠い既知の天体は何か

2016年2月3日更新: まだ検出されていない最も遠い銀河の最新の候補 (それぞれ2015年9月と5月の時点) を紹介します。 132億光年以上離れたEGS8p7、131億光年離れたEGS-zs8-1です。

2012年12月、天文学者はハッブル宇宙望遠鏡で、我々から130億光年以上離れたところに7つの原始銀河を発見したことを発表しました。この結果は、ウルトラディープフィールド(UDF)と呼ばれる同じ空域の調査によるものです。 UDF12 と呼ばれるこの観測は、ハッブル宇宙望遠鏡の広視野カメラ 3 を用いて、これまでのハッブル観測の中で最も深い宇宙の近赤外線を観測したものです。

なぜ赤外線なのでしょうか？宇宙は膨張しているため、後方を見るほど、天体は速く私たちから遠ざかり、その光は赤方へとシフトします。

今回発見された銀河の距離は、宇宙年齢が現在の4%未満であった時代から、130億年以上にわたって私たちに光を送ってきていることを意味します。

彼らの発見は、NASA の特集で詳しく紹介されていますが、天文学者が銀河が最初に形成され始めたと考える時代に、銀河がどれだけ豊富だったかを知ることができるかもしれないという点で、とてもエキサイティングなものです。 (Phil Plait 氏もこの発見について良いコラムを書いています。)

Hubble Provides First Census of Galaxies Near Cosmic Dawn

Credit: NASA, ESA, R. R. R. R. Ellis (Caltech), and the UDF 2012 Team

この原稿を書いている時点では、この最近のハッブル発見における銀河の 1 つが、距離記録を更新している可能性があるようです。これは、この銀河からの光 (下の写真) が 133 億光年以上前に出発したことを意味します。

Hubble Ultra Deep Field 2012 (z=11.9 候補）

Credit: NASA, ESA, R. Ellis (Caltech), and the UDF 2012 Team

ちょうど 1 ヶ月前、現在の候補はこの天体、すなわち MACS0647-JD という若い銀河でした。これは、私たちの天の川銀河のほんの一部の大きさで、ビッグバンから 4 億 2 千万年後、宇宙が現在の年齢 137 億年の 3 パーセントだったときに観測されました。この銀河を発見するために、天文学者は巨大な銀河団 MACS J0647+7015 からの強力な重力を利用して、遠くの銀河からの光を拡大しました。 Postman and D. Coe (STScI), and the CLASH Team

2012年の初めに、NASAのスピッツァーとハッブル宇宙望遠鏡の力を結集し、重力レンズを使って、天文学者のチームは、当時、最も遠い銀河であったかもしれないものを発見しました。

NASA Telescopes Spy Ultra-Distant Galaxy Amididas Cosmic 'Dark Ages''Dark Ages'

Credit: NASA, ESA, W. W. MACS1149-JD, and MACS1149-JD, and MACS1149-JD, as well dims old years for our 137-billion years universe were just five million years. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), and the CLASH Team

2010年、ハッブル超深視野で最遠銀河の候補が発見されました。 UDFy-38135539は、131億光年の距離にあると考えられています。 Phil Plait 氏のブログのこの記事に詳細があります。

Hubble Ultra Deep Field の天体は、既知の天体としては最も遠いものかもしれませんが、他にも競合するものが存在します。

その中には、欧州南天天文台の天文学者が、超大型望遠鏡の近赤外線観測装置を使用して 2004 年に発見した Abell 1835 IR1916 と呼ばれる銀河があります。この天体は、この天体と私たちの間にあるアベル1835銀河団によって重力レンズ効果を受けて、私たちに見えているのです。この銀河団は約 132 億光年の距離にあると考えられており、ビッグバンから約 5 億年後の時代に作られたことになります。

Abell 1835 by Hubble Space Telescope 3.18â² x 2â² view

Abell 1835 by the Hubble, Credit: NASA

また2004年には、ハッブル宇宙望遠鏡とケック望遠鏡のチームが、我々から約130億年離れているとされる銀河を発見しています。それは、Abell 2218という銀河団を観測しているときに発見されました。遠くの銀河からの光が見えたのは、重力レンズ効果によるものです。丸で囲んだのが超遠方天体です。

Abell 2218

Credit: European Space Agency, NASA, J.-P. Kneib (Observatoire Midi-PyrÃnèes) and R. Ellis (Caltech)

そして赤外線のジェームズ・ウェブ宇宙望遠鏡があります。思い起こせば、ハッブルは近赤外線の能力はありますが、中間赤外線の能力はありません。非常に高い赤方偏移を持つ天体を見るには、中間赤外線の能力を持つ強力な望遠鏡が必要です。

実際、JWSTの目的の1つは、ビッグバンからわずか2億年後までさかのぼることです。銀河進化のあるモデルでは、最初の銀河はその時に形成されるとされており、この理論的予測を検証するためにJWSTが必要なのです！

JWST Deep Fieldのシミュレーション

上のパネルです。ハッブル UDF。下段。 JWST ディープフィールドの外観のシミュレーション。注: JWST は、重力レンズの助けを借りることなく、これらの最初の銀河を見ることができます。

距離情報

最も新しく検出された天体のいくつかは、宇宙の標準モデルから導かれるように、130 億光年以上離れている可能性があります。

130億光年をキロメートルに換算すると、途方もない数のゼロがあり、およそ123,000,000,000,000,000キロメートルとなります。

時間の経過とともに、私たちはより遠くを見ることができるようになり、宇宙の存在のまさに始まりについて洞察することができます。ここで、宇宙が各時刻でどれくらいの速度で膨張していたのか、その歴史を知る必要があります。これは、通常の物質と暗黒物質の量、暗黒エネルギーの量から計算することができます。
http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html

ハッブルの法則に関する詳細については、「最も近い超星団までの距離を求める」のセクションをお読みください。

なぜこれらの距離は天文学者にとって重要か

科学者は、宇宙の年齢を137億3000万歳（約1億2000万年間の不確実性はある）と推定しています。 130億光年の距離にある天体を観測するとき、私たちは基本的に、宇宙が若かった130億年前の状態を観測していることになります。宇宙がどのように形成されたかを理解するためには、初期の宇宙を見ること、つまり理解することが重要なのです。もし十分な距離を見ることができれば、最初の銀河が形成される様子を垣間見ることができるかもしれません。もしかしたら、最初の銀河が形成されるのを見ることができるかもしれません。それよりもさらに昔を見ることができるでしょうか？時間 (と技術) だけがそれを教えてくれます！

毎秒 17.3 km (ボイジャーが太陽から離れる速度) で、この距離に到達するのに約 225,000,000,000 年かかることになります。光の速度では、130億年かかります！

戻る

ボイジャーが太陽から離れる速度は、秒速17.3kmです。