宇宙塵を通じて古代宇宙の形成を解明(Peeking Through Space Dust to See How the Ancient Universe Formed)

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2025-06-06 タフツ大学

タフツ大学の天文学者アンナ・サジナ教授らの研究チームは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)を用いて、約50億光年離れた銀河「SSTXFLS J172458.3+591545」の観測を行い、氷に覆われた塵の組成が我々の銀河系内の塵と類似していることを発見しました。この銀河には、星間ガスを吸収して成長する活動的なブラックホール(活動銀河核)が存在し、星やブラックホールの形成が塵によって強く遮られています。JWSTの中間赤外線観測により、二酸化炭素、 一酸化炭素、水などの氷が塵粒子上に存在することが確認されました。これは、局所宇宙外でこれらの氷が同時に検出された初の事例です。この発見は、遠方銀河の塵の性質が我々の銀河系と類似していることを示し、星やブラックホールの形成過程の理解を深めるとともに、初期宇宙における惑星形成の材料が現在と同様である可能性を示唆しています。研究成果は『The Astrophysical Journal』に掲載されました。

<関連情報>

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The Astrophysical Journal  Published: 2025 May 23
DOI:10.3847/1538-4357/adc44a

宇宙塵を通じて古代宇宙の形成を解明(Peeking Through Space Dust to See How the Ancient Universe Formed)

Abstract

This paper presents the first combined detections of CO2, CO, XCN, and water ices beyond the local Universe. We find gas-phase CO in addition to the solid phase CO. Our source, SSTXFLS J172458.3+591545, is a z = 0.494 star-forming galaxy that also hosts a deeply obscured AGN. The profiles of its ice features are consistent with those of other Galactic and local galaxy sources, and the implied ice mantle composition is similar to that of even more obscured sources. The ice features indicate the presence of a compact nucleus in our Galaxy and allow us to place constraints on its density and temperature (n > 105 cm−3 and T = 20–90 K). We infer the visual extinction towards this nucleus to be AV ≈ 6–7. An observed plot of τSi versus τCO2/τSi can be viewed as a probe for both the total dustiness of a system as well as the clumpiness of the dust along the line of sight. This paper highlights the potential of using JWST MIRI spectra to study the dust composition and geometric distribution of sources beyond the local Universe.

1701物理及び化学
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