史上最古・最熱の銀河団ガスが観測、宇宙モデルを書き換える可能性(Earliest, hottest galaxy cluster gas on record could change our cosmological models)

2026-01-05 ブリティッシュコロンビア大学(UBC)

カナダ・ブリティッシュコロンビア大学(UBC)を中心とする国際研究チームは、これまでに観測された中で最も初期かつ最も高温な銀河団を発見した。この銀河団は宇宙誕生から比較的短い時期に形成されており、内部の高温ガスはX線観測によって確認された。銀河団は通常、長い時間をかけて成長・加熱されると考えられてきたが、本研究の結果は、宇宙初期においてすでに大規模構造が急速に形成されていた可能性を示唆している。観測データは、銀河団形成モデルやダークマターの役割、宇宙の熱史に関する理論の再検討を迫るものであり、標準的な宇宙論モデルに新たな制約を与える。今回の発見は、初期宇宙における物質集積とエネルギー進化の理解を大きく前進させる成果といえる。

史上最古・最熱の銀河団ガスが観測、宇宙モデルを書き換える可能性(Earliest, hottest galaxy cluster gas on record could change our cosmological models)
Artist’s impression of a forming galaxy cluster in the early universe: radio jets from active galaxies are embedded in a hot intracluster atmosphere (red), illustrating a large thermal reservoir of gas in the nascent cluster. (Credit: Lingxiao Yuan)

<関連情報>

スニヤエフ・ゼルドビッチ法による赤方偏移4.3の高温銀河間ガスの検出 Sunyaev–Zeldovich detection of hot intracluster gas at redshift 4.3

Dazhi Zhou,Scott C. Chapman,Manuel Aravena,Pablo Araya-Araya,Melanie Archipley,Jared Cathey,Roger P. Deane,Luca Di Mascolo,Raphael Gobat,Thomas R. Greve,Ryley Hill,Seonwoo Kim,Kedar A. Phadke,Vismaya R. Pillai,Ana C. Posses,Christian L. Reichardt,Manuel Solimano,Justin S. Spilker,Nikolaus Sulzenauer,Veronica J. Dike,Joaquin D. Vieira,David Vizgan,George C. P. Wang & Axel Weiß
Nature  Published:05 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09901-3

Abstract

Most baryons in present-day galaxy clusters exist as hot gas (≳107 K), forming the intracluster medium (ICM)1. Cosmological simulations predict that the mass and temperature of the ICM decline towards earlier times, as intracluster gas in younger clusters is still assembling and being heated2,3,4. To date, hot ICM has been securely detected only in a few systems at or above z ≈ 2, leaving the timing and mechanism of ICM assembly uncertain5,6,7. Here we report the direct observation of hot intracluster gas via its thermal Sunyaev–Zeldovich signature in the protocluster SPT2349–56 with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. SPT2349–56 hosts a large molecular gas reservoir and three radio-loud active galactic nuclei (AGN) within an approximately 100-kpc region at z = 4.3 (refs. 8,9,10,11). The measurement implies a thermal energy of  about 1061 erg in the core, about 10 times more than gravity alone should produce. Contrary to current theoretical expectations3,4,12, the hot ICM in SPT2349–56 demonstrates that substantial heating can occur very early in cluster assembly, depositing enough energy to overheat the nascent ICM well before mature clusters become common at z ≈ 2.

1701物理及び化学
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