ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用する天文学者たちは、宇宙の最初の銀河が乱流で無秩序であり、今日見られる安定した構造とは大きく異なっていたことを発見した。ケンブリッジ大学の研究者たちが主導したこの研究では、宇宙が8億年から15億年だった頃の250以上の銀河を調査した。これらの発見は従来の見解に挑戦し、宇宙の混沌から秩序ある形成への移行を示している。
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）は、初期宇宙に関する前例のない洞察を提供し、ビッグバン後わずか数億年で形成された銀河が、銀河系のような滑らかで回転する円盤ではなく、高度に不安定でガスのかたまりで満ちていたことを明らかにした。
ケンブリッジ大学のチームは、ビッグバン後8億年から15億年の間に存在した250以上の若い銀河を分析した。ガスの動きを追跡することで、ほとんどの銀河が乱流で、急速な星形成と合併を経験していることがわかった。この研究は、Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyに掲載され、JWSTのNIRCam機器をグリズムモードで使用して、イオン化水素ガスの微弱な光を捉えた。ファーストオーサーであるLola Danhaiveは、他のJWSTサーベイとともにこのデータを解釈するためのソフトウェアを開発した。
「単に数個の派手な例外を見るだけではない -- これは一度に全体の集団を観察できた初めての機会です」と、ケンブリッジのカヴリ宇宙論研究所のDanhaiveは述べた。「大きな変動が見つかりました：一部の銀河は秩序ある回転に落ち着き始めていますが、ほとんどの銀河はまだ混沌としており、ガスが膨張し、あらゆる方向に動いています。」
共同著者のDr. Sandro Tacchellaは、「以前の結果は、非常に早い段階で大規模で秩序ある円盤が形成されることを示唆していましたが、それは私たちのモデルに合致しませんでした。しかし、1つか2つではなく、低い恒星質量を持つ数百の銀河を観察することで、全体像が見え、それは理論とずっと一致します。初期の銀河はより乱流で、安定性が低く、頻繁な合併と星形成のバーストを通じて成長しました。」
この研究は、再イオン化の時代と宇宙の正午、星形成のピークを結びつけ、混沌としたかたまりが秩序ある構造に進化した様子を説明している。データは、Royal Society、欧州連合、UK Research and Innovationの支援を受けたJWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES)から得られた。JWSTはNASA、ESA、カナダ宇宙庁の協力によるものである。
「この仕事は、再イオン化の時代といわゆる宇宙の正午の間のギャップを埋めるのに役立ちます」とDanhaiveは付け加えた。将来的な冷たいガスとダストの観測は、これらの初期システムの理解を深めるだろう。