宇宙論は塗り替えられないが、疑問は残る超巨大銀河の発見(Discovery of Unexpected Ultramassive Galaxies May Not Rewrite Cosmology, But Still Leaves Questions)

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2024-02-13 テキサス大学オースチン校(UT Austin)

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)が初めて初期宇宙を捉えて以来、天文学者たちは予想以上の「超巨大」銀河の存在に驚いています。最も広く受け入れられている宇宙モデルに基づくと、これらの銀河は宇宙の歴史のはるか後まで進化しないはずであるため、モデルの変更が必要だという主張がなされています。これには、数十年にわたる確立された科学を覆す可能性があります。しかし、最近の研究では、標準的な宇宙モデルを修正する必要はないと結論付けられました。しかし、天文学者は、初期の銀河がどのように形成され、進化したかについて再検討する必要があるかもしれません。

<関連情報>

ハッブル宇宙望遠鏡(HST)による超巨大銀河と初期宇宙の宇宙論への洞察 Insights from HST into Ultramassive Galaxies and Early-Universe Cosmology

Nashwan Sabti, Julian B. Muñoz, and Marc Kamionkowski
Physical Review Letters  Published 9 February 2024
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.061002

Figure 1

ABSTRACT

The early-science observations made by the James Webb Space Telescope (JWST) have revealed an excess of ultramassive galaxy candidates that appear to challenge the standard cosmological model (ΛCDM). Here, we argue that any modifications to ΛCDM that can produce such ultramassive galaxies in the early Universe would also affect the UV galaxy luminosity function (UV LF) inferred from the Hubble Space Telescope (HST). The UV LF covers the same redshifts (z≈7–10) and host-halo masses (Mh≈1010–1012M⊙) as the JWST candidates, but tracks star-formation rate rather than stellar mass. We consider beyond-ΛCDM power-spectrum enhancements and show that any departure large enough to reproduce the abundance of ultramassive JWST candidates is in conflict with the HST data. Our analysis, therefore, severely disfavors a cosmological explanation for the JWST abundance problem. Looking ahead, we determine the maximum allowable stellar-mass function and provide projections for the high-z UV LF given our constraints on cosmology from current HST data.

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1701物理及び化学
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