初期宇宙で5つの銀河が罕见的な合体を遂げる：ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が発見

宇宙の黎明期、ビッグバンからわずか8億年後の時代に、少なくとも5つの銀河が壮大な合体を遂げているという、極めて稀な現象がジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）によって捉えられました。この発見は、初期宇宙における巨大銀河の形成過程や、複数の銀河が同時に合体する現象の頻度について、新たな光を当てています。

JWSTとハッブル宇宙望遠鏡のデータを組み合わせた分析により、この「JWSTのクインテット」と呼ばれるシステムは、巨大なガスハローの中に位置する17個の銀河の塊から構成されていることが明らかになりました。これらの銀河は、活発な星形成の証拠である強い水素と酸素の輝きを示しています。特に注目すべきは、2つの主要な銀河間は約43,300光年、最も遠いペアは約60,700光年離れているにも関わらず、それらが同じ赤方偏移を示し、相互に影響し合っていることです。これは、ステファン・クインテットで見られるような、銀河同士の相互作用によって生じる「潮汐尾」に似た物質の架け橋が存在することを示唆しています。しかし、JWSTのクインテットにおける星形成率は、ステファン・クインテットよりも格段に高いことが確認されています。

この合体システムは、合計で太陽の100億倍に相当する恒星質量を持っており、その豊富なガスと高い星形成率は、ビッグバンから10億年から15億年後の間に、巨大な静穏銀河へと進化する可能性を示唆しています。静穏銀河とは、新たな星形成を停止した銀河のことです。過去のJWSTによる観測でも、初期宇宙でこのような銀河が複数発見されており、銀河がどのようにしてこれほど早く「静穏化」するのかという疑問が提起されていました。

テキサスA&M大学の助教であり、本研究の主著者であるウェーダ・フー氏は、「5つの物理的に連結した銀河を持つこのようなシステムを発見することは、現在のシミュレーションと観測の両方において非常に稀です」と述べています。マンチェスター大学の宇宙物理学教授であるクリストファー・コンセリセ氏は、「複数の銀河が合体する現象の割合は、単一の銀河合体よりもはるかに低いでしょう。これらの銀河が空間的に近接している事実は、それらが合体する可能性が高いことを示しています」と補足しています。実際、複数の銀河が合体する現象は、宇宙全体の銀河の1%未満であると推定されています。

この発見は、初期宇宙における銀河形成のダイナミズムを理解する上で重要な手がかりとなります。JWSTの驚異的な観測能力により、これまで見過ごされてきた宇宙の初期の姿が次々と明らかになり、私たちの宇宙観を大きく変えつつあります。今後、同様のシステムがさらに発見されることで、銀河形成理論の検証と、初期宇宙の環境についての理解が深まることが期待されます。