天文学者が発見した原始銀河Y1：天の川銀河の180倍の速さで星を形成

国際的な天文学者チームは、2025年11月12日に、極めて高い星形成率を示す原始銀河Y1を特定しました。このY1銀河は、我々の天の川銀河と比較して180倍もの勢いで新しい星を生み出しており、初期銀河進化の過程を理解するための貴重な知見を提供します。観測には、アタカマ大型ミリ波/サブミリ波干渉計（ALMA）やジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）といった最先端の観測機器が駆使されました。

Y1から届いた光は134億光年という途方もない距離を旅してきました。これは、科学者たちがビッグバン発生からわずか6億年後の宇宙の姿を直接見ていることを意味します。この発見は、初期宇宙において、これほど早く大規模で明るい構造が急速に成長することを予期していなかった既存の理論モデルに一石を投じるものです。本研究の主要人物は、スウェーデンのチャルマース工科大学に所属する筆頭著者トム・バックス氏、そして名古屋大学の田村雄一氏、ローラ・ソモヴィーゴ氏らが名を連ねています。

研究チームは、励起された水素原子と酸素原子からの放射を捉えました。これが高い活動レベルの直接的な証拠となったのです。トム・バックス氏は、観測された光の大部分が、激しい星形成プロセスを覆い隠す過熱した宇宙塵から放出されていると結論付けました。これは、このような「超高温の星工場」が、初期宇宙においては短命ながらも広く存在していた可能性を示唆しています。田村雄一氏はデータ分析に基づき、観測された温度はY1が巨大な星の生産拠点であることを明確に示していると指摘しました。

ALMAが0.44ミリ波長で実施した測定によると、この銀河内の塵の温度は約90ケルビン（摂氏約マイナス180度）でした。この温度は地球上の基準からすれば低いものの、同時代の他の同規模の銀河と比較すると著しく高い値です。ローラ・ソモヴィーゴ氏は、この高い光度は、古い星の数が増えたことによるのではなく、ごく限られた体積の高温の塵が星を生み出す効率が桁外れに高いために生じていると強調しました。この事実は、JWSTのデータで以前から観測されていた、若い銀河における塵の過剰量の長年の謎を解明するかもしれません。古い星からでは形成されるはずのない塵が、Y1のような場所で説明できる可能性があるのです。

今回の発見の意義は、宇宙進化に関する既存のパラダイムに挑戦する能力にあります。研究者たちは、限界性能で稼働するこのような銀河が、初期宇宙では一般的であった可能性を推測しています。この発見の文脈で、2025年5月に観測された銀河J0107aについても言及されています。J0107aは111億年前に存在し、天の川銀河の10倍以上の質量を持ち、星形成率は300倍も速かったとされています。J0107aが中心部へのガスの大量降着によって成長を促進したのに対し、Y1は塵の構成要素の極端な効率性を示している点で対照的です。

JWSTとALMAから得られた総合的なデータは、初期宇宙の構造をマッピングする上で、高精度な観測がいかに重要であるかを浮き彫りにしています。この研究成果は、王立天文学会月報（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）に掲載され、我々がかつて考えていたよりも、宇宙の星形成が遥かにダイナミックであった時代を覗き込んでいることを裏付けています。科学者たちは今後、ALMAを用いた高解像度観測を計画しており、Y1の内部ダイナミクスと、この驚異的な生産性を支えるメカニズムを詳細に調査する予定です。