2010年11月26日



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ビッグバン理論では説明できない古い巨大な銀河が多数発見される



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・大内正己特別研究員が率いる日米英国際研究チームが昨年 2009年に発見した129億年前の銀河。「ヒミコ」と名付けられた。ヒミコに含まれている星の質量は、同時代の他の銀河と比べて10倍以上大きい。


今回発見された130億年前の巨大銀河団、2004年に見つかった131億年前の完成した銀河、そして、ビッグバンより古いことが特定された 160億歳の球状星団。次々と見つかる「ビッグバンより以前からあったと考えられる」銀河の数々。

今回の「これまでの宇宙理論で考えられているより古い宇宙年齢の銀河の発見」は、この宇宙専門科学サイトのデイリーギャラクシーにとってもセンセーショナルだったようで、これまで見たものの中でもっとも長い記事のひとつになっています。そして、記事では後半、ビッグバンへの疑念を強めていく感じが伺えます(デイリーギャラクシーのような科学サイトでは珍しいです)。

オリジナル記事は区切りなく記事が長いので、こちらで適当な小見だしを入れています。また、専門用語が大変に多く、文中のその用語に直接、資料となるページへのリンクを貼っておきます。


ちなみに、現在の天文学では「137億年前にビッグバンというものが起きた」ということになっています。記事にも出て来ますが、 2004年にスイスの天文学者たちが発見した銀河アベル1835は、132億年のものであることが特定されています。たった 4億7000万年で銀河が完成したことになります。いくらなんでもそれは無理ということで、今では「ビッグバンより古い」と考える他なくなっているようですが、そうなるともう何が何やら。

ビッグバン理論はすでに瀕死の状態だと言っていいのかもしれません。
というか、もう終わったと考えていいと思います。

私のような素人が言っても仕方ありません。知識と立場のある方の多くが言い始めなければ、現在の一般論は動かないと思われます。

そろそろ天文学者の方々は天文学会を恐れないで、言うべきではないでしょうか。

「ビッグバンはなかった。あるいは、少なくとも現在のビッグバン理論は間違っている」と。

それでは、ここからです。

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Epic Discovery: Universe's Most Massive Galaxies May have Formed Billions of Years Earlier than Thought
デイリーギャラクシー 2010.11.25


驚異の発見: 宇宙でもっとも巨大な銀河は考えられているより何億年も前に形成されたものかもしれない


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▲ ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡 VLT を使って、スイスとフランスの天文学者チームが 2004年に発見した銀河 アベル1835 。131億光年の距離にある。


120億年前の宇宙に見つかった大銀河団

宇宙にある最大級の銀河の中のいくつかは、現在の科学モデルの中で予測されている年数よりも何億年も前に形成された可能性があるという驚くべき最新の研究発表が、タフツ大学(米国マサチューセッツ州)から導き出された。

新たに特定された銀河は、われわれの天の川銀河よりも 5倍から 10倍も巨大だ。

赤方偏移での試験観測結果では、その時、宇宙は15億歳から 20億歳の間の年齢で、つまり、120億年前ほどに存在していたことになる。

このような銀河の集合体は今まで観測されたことがなかったものだ。

「今回、私たちは、かなりの数に上る非常に巨大で明るい銀河を見つけました。それらの銀河は、ほぼ 120億年前に存在したもので、その頃はまだ宇宙そのものは大変に若い時期で、まだ 15億歳くらいの頃です。これらの観測結果は、銀河の構造と進化のモデルからの最新の予測と一致しないように見えるのです」と、タフツ大学の物理学者であり天文学者のダニーロ・マルチェッシーニ教授は言う。

「このような巨大な銀河が形成される物理的過程についての現在の科学的理解からは、これらの観察結果をどう考えていいのかが非常に難しく感じています」。

研究チームは、もう一つの意外な発見をしている。

これらの巨大な銀河のうちの 80パーセント以上が非常に高い赤外線の光度を示しているのだ。このことは、これらの銀河が非常に活発であることを示唆しており、また、大きく成長している段階にあることを意味する。

研究者たちはこの光度の原因の推測に関して2つを注記している。

ひとつは、ここでの新星たちが塵で覆われた爆発で形成されている可能性だ、これは、毎年、数千もの太陽の集合体が爆発するほど率かもしれない。

もうひとつは、この高い光度の赤外線は、非常に不鮮明な活動銀河核が、この銀河の中心で急速に発達している巨大なブラックホールの上を覆って、一体化しようとしている動きなのではないかという可能性だ。

他にも何か、これまでの科学モデルと一致しないこれらの現象に対して、少なくとも部分的には何か説明できる部分はあるはずだ。

これらの巨大銀河の赤方偏移と、そこまでの距離は SED (スペクトル概形)モデリングから決定されたが、今のところ、分光学的には確認されていない。SED モデリングでの赤方偏移での計測は、分光学より本質的に正確ではない。

銀河の距離の計測に関しての、このような「システムの不確実性」を、今回観測されたものと、これまでの宇宙科学予測との間にある差異に関して考慮してもいいのかもしれないが・・・。

これほど巨大で古い銀河の存在が発見されたというのは、これ自体、やはり大変な発見だと言わざるを得ない。

「どのように考えても、我々の理解では、どうしてこのような巨大な銀河ができるのかという満足した理由はまるで得られないのです」と、マルチェッシーニ教授は語る。

「宇宙の歴史の非常に速い段階のこれらの銀河の存在は、ビッグバンの後にどのように急速に銀河が形成されていったのかを知るために大変重要な手がかりを提供してくれるものです」。

先の調査結果からは、初期の宇宙というものが複雑な両極端性(新しい銀河と古い銀河が同居しているという意味)と外見上の矛盾を多く孕んだ場所であったように見える。

この銀河は、地球から 100億光年離れたところに位置しており、まだ、宇宙の年齢が今の4分の1しかなかった頃の宇宙の姿を私たちに見せてくれているのだ。

その大きさは、近い宇宙で数多く観測される楕円銀河と同じほど大きく、そして、同じほどの密度がある。


初期と言われる宇宙に次々と見つかる成熟した銀河団

他の研究チームによる最近の観測がある。

オックスフォード大学の研究チームが、とても小規模で密度の濃い楕円銀河を初期の宇宙で発見した。チームでは、一見未熟な小さな銀河のそばに、どうして「完全に成熟した銀河が若い銀河団の中に存在するのか」という謎を解いている。

オックスフォード大学物理学部のミシェル・カペラーリ氏はこう説明する。

「我々の観測結果が示しているのは、これらの小さな銀河の近くにあるものは他の楕円星雲だということです。その星雲は、銀河より何百倍も密度が薄く、また、5倍ほど大きい。これは私たちの近くの宇宙で見られるものと似ています」。

「謎なのは、なぜ、初期の宇宙の進化の段階で、成長して大きくなった銀河と、まだ小さく未熟に見える銀河が同居しているかということなのです」。


楕円銀河は、私たちの天の川のような渦状銀河の 10倍以上も大きくなり得るもので、100億年以上前にできた星を含むことさえある。

そのような銀河の密度を計測する方法のひとつは、それらの銀河が拡大していく際に放出する赤外線スペクトルを利用する。遠くにある小さな楕円銀河の測定値では、そこの星々が 1秒に約 500キロメートルの速さで拡散していっていることを示した。その数値はその銀河のサイズと一致したが、しかし、近くの銀河ではそれはわかっていない。

最近の研究では、日本の国立天文台がハワイに設置しているすばる望遠鏡が、成熟した楕円星雲が 1秒 300キロメートル以下の速度で拡散していっていることを発見している。

「我々の次の歩みは、すばる望遠鏡を使って、成熟した銀河と未熟な銀河という両極端なふたつが、どのように初期の宇宙でタイムライン的な適合性をもって共存できたのかを見ることです」と、ミッシェル氏は語る。

「うまくいけば、今回のこの宇宙の謎を解く鍵となるかもしれません」。


初期の調査では、ハッブル宇宙望遠鏡搭載の ACS 、NICMOS 、そして、より詳細なハッブル・ウルトラ・ディープ・フィールド ( HUDF ) によって、オリオン座の下に位置する天炉座(Formax)の領域に、完全に形成された銀河の存在が約 10,000 あることを明らかにしている。

NASA によると、これらの完全に形成されている銀河は、ビッグバンのちょうど7億年後に出現した。そのときの宇宙の年齢は、まだ現在の年齢の5パーセントに過ぎなかった。


発見された 131億年前の銀河と160億歳の球状星団

ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡 VLT を使って観測しているスイスとフランスの天文学者チームは、とてもぼんやりとした銀河 アベル1835 を特定した。

アベル1835 が、宇宙が生まれてからちょうど 4億6000万年後に形成されたことは間違いない。それは、最初の星や銀河が生まれていただろうと考えられている時期で、暗黒時代 ( Dark Age ) と言われるが、その時代に、完全に形成されている銀河が発見されたということになる。

それは、131億光年の距離にあり、130億年以上前にその銀河はすでに何億年もの年齢であったことが考えられる。

これだと、この銀河はビッグバンよりも年をとっていることになってしまう。

それと、これまでに発見された中でもっとも古い球状星団の問題もある。この球状星団の年齢は、160億年を上回ってしまうのだ。

私たちの天の川銀河や他の多くの銀河もまた、いわゆる暗黒時代より以前に形成されており、これらはビッグバンの直後にできており、これでは、これまでの理論と一致しない。

NASAのシュピッツァー宇宙望遠鏡の赤外線配列カメラ(IRAC)を使った観測で、天文学者たちは、地球から 100億光年から 120億光年離れたところに、十数個の非常に赤い銀河団を発見した。

ビッグバン理論のモデルによると、これらの銀河は、現在の宇宙年齢である 137億5000万歳のわずか約5分の1の時にすでに存在していたということになる。

この非常に初期の宇宙に見つかった、この「死んだ赤い銀河」の存在は、銀河の構造に関しての現在のビッグバン理論に疑問を呈している。この銀河は分析では、かなりの質量を持っていることを示している。


地球に近い銀河で「現在」私たちが見ることのできる、いわゆる「初期の宇宙」には、非常に多くの多様性がある。

さらに、古くて赤い光への感度が優れている NASA のシュピッツァー宇宙望遠鏡は、2005年に、その同じような(地球から 100億光年から 120億光年)距離でで、成熟した小さな銀河の証拠を明らかにしている。その時、宇宙の年齢はまだ、10億歳未満だった。