中島王彦准教授（金沢大学）、大内正己教授（東大宇宙線研究所）らの国際研究チームは、宇宙誕生から約8億年後の時代にある、極めて暗く小さな銀河「LAP1‐B」の超高感度観測に成功し、これが宇宙初期に誕生した「超低高度矮小銀河（UFD銀河）」の誕生直後の姿である可能性があると発表した。成果は5月13日付で英科学誌『Nature』に掲載された。
宇宙で最初に誕生した星（初代星）が作り出した元素の痕跡を直接捉えられれば、生命へと繋がる物質進化の出発点を具体的に理解できると言われてきた。ところが、初期宇宙に存在する銀河はあまりに暗く小さいため、その元素組成を詳しく調べることはこれまで極めて困難だった。そのため、過去に発見されていたLAP1‐Bのような、極めて暗く小さい銀河を詳細に解析する方法の開発が課題だった。
本研究では、まず巨大な重力のそばを通る光の曲折で遠くの天体が拡大されて見える現象「重力レンズ効果」でLAP1‐Bを約100倍に増幅して捉えて、その詳細な性質を明らかにした。次に史上最大の赤外線宇宙望遠鏡「ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）」を用いた高感度な分光観測によって、その酸素存在比が観測史上最少水準にあることを突き止めた。さらに元素の組成を調べると、酸素に比べて炭素の割合が極めて高いことも分かった。これは、初代星の爆発によって生じると理論的に予測されてきた元素分布に近い。こうしたデータは、元素が初めて銀河へ受け継がれる過程を、観測的に捉えた可能性を示唆（しさ）している。さらに、当銀河の質量を推定したところ、星の総質量は太陽の3300倍以下と銀河としては極めて小さく、天体の大部分が未知の「暗黒物質」で構成されていることも分かった。これらの特徴は、現代の宇宙で「最も暗い銀河」として知られるUFD銀河と酷似している。
本研究の特徴は、約138億年に及ぶ歴史を持つ宇宙において、その誕生から僅か8億年後の時代に存在する銀河を初めてJWSTで超高感度観測し、解析に成功した点にある。また特筆すべき成果として、理論的にしか議論されてこなかった初代星の影響やUFD銀河の進化シナリオを、観測データから示したことが挙げられる。今後は、初代星そのものが構成する「初代銀河」を同定することが期待される。
論文情報
Nakajima, K., Ouchi, M., Harikane, Y., Vanzella, E., Ono, Y., Isobe, Y., … & Zhang, Y. (2026). An ultra-faint, chemically primitive galaxy forming in the reionization era. Nature, 653(8114), 363-367.
DOI : 10.1038/s41586-026-10374-1
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宇宙誕生より僅か8億年後の極小銀河を超高感度観測 銀河誕生の謎の解明に期待 2026 IUSTITIA.BG – Investigations 2009-2025 2026-06-07 09:00:29
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