太陽系が属する「天の川銀河（ミルキーウェイ）」はおよそ130億～135億年前に形成された比較的古い銀河である。この銀河は中央に細長い棒状の構造を持つ「棒渦巻銀河」に分類される。従来、天文学者たちは、星やガスで構成された棒状構造が成熟した銀河で見られる特徴だと考えていた。棒状構造は非常に複雑で精巧なため、形成に長い時間を要すると考えられていたからだ。
しかし、科学者たちがアメリカ航空宇宙局（NASA）の「ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）」を用いた観測により、若い銀河にもこの棒構造が存在することが確認され、これまでの常識を覆す結果として学界の注目を集めている。
中国の南京大学、日本の国立天文台などの国際研究チームが、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡とチリの世界最大の電波望遠鏡「アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ALMA）」を使用し、若い銀河「J0107a」で棒状構造を発見したという研究結果を21日(現地時間)、学術誌『ネイチャー』に発表した。
宇宙が膨張するにつれ、遠くの天体が放つ光も空間とともに引き伸ばされる。この過程で観測時点で存在する光のスペクトルは波長の長い方向へずれ、光が赤みを帯びる現象、いわゆる「赤方偏移（redshift）」が起こる。従来の宇宙望遠鏡よりも赤外線をより敏感に観測できるジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、この赤方偏移を観測するのに最適化されている。
研究チームは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の「赤方偏移」観測結果を通じて、J0107aが宇宙誕生から26億年が経過した時点で形成された銀河であると推定した。約111億年前に誕生したことになる。J0107aの姿を観測することで、J0107aが形成された当時の宇宙の様子を知ることができるのだ。
研究チームがJ0107aを観測した結果、整然とした棒状構造が確認された。これまで科学者たちは棒状構造が比較的古い銀河で見られる構造だと考えていた。銀河の円盤構造は時間が経つにつれて内部構成要素の重力不均衡と回転速度の差により中心部が歪み、結果として中央に棒状構造が形成されると考えられていた。銀河内部が安定を取り戻しながら、徐々に複雑で精巧な棒状構造が作られるというものだ。実際、これまでの観測結果では若い銀河で棒状構造がほとんど確認されていなかった。
若い銀河は構造が不安定で棒状構造が形成されにくいと考えられていたが、J0107aの構造は安定していた。中心にガスが非常に速く流入していた。天の川銀河を含む周辺の銀河よりも流入速度が10～100倍速かった。J0107aが内部構造を迅速に再編成し、惑星を爆発的に形成していることを意味する。若い銀河ではあまり見られない特性である。
研究チームの発見は、宇宙初期の銀河が予想よりも早く複雑な構造を持つことができるという事実を示している。宇宙初期の銀河形成理論を再考する必要があることを示唆している。論文と共に掲載された論評で、オーストラリアにあるスウィンバーン工科大学のディアンヌ・フィッシャー教授は「これまで若い銀河で棒状構造が現れたことを示す結果はなかった」とし、「銀河が我々が考えていたよりもはるかに早く進化できることを意味する」と述べた。
また、「しかし、今回の研究は一つの銀河を観測した結果に基づいているという点で、若い銀河全般で棒状構造が現れるとは言えない」とし、「ALMAとジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を通じて、より多くの観測を行わなければならない」と強調した。
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