天文学：赤方偏移2に位置する成熟した銀河団の分光学的な裏付け
Nature 577, 7788 doi: 10.1038/s41586-019-1829-4
銀河団は、宇宙で最も大質量のビリアル化した構造であり、物質の重力集積を通して宇宙論的な時間にわたって形成される。104億年前というルックバックタイムに対応する、赤方偏移z = 2に位置する進化した銀河団が発見されたことで、その特性を研究する機会が得られている。この銀河団XLSSC 122は、もともとXMM大規模構造（XMM-LSS）サーベイで暗い広がったX線源として検出されたもので、測光による赤方偏移で1.9 ± 0.2の位置にある銀河のコンパクトな密度超過と一致することが明らかになった。その後のミリメートル波長での観測によって、XLSSC 122の視線方向に沿ってスニヤエフ–ゼルドビッチ効果が検出されたことで高温の銀河団ガスの存在が確認された一方、欧州宇宙機関（ESA）のX線天文衛星（XMM-Newton）による深撮像分光観測からは、6000万Kのビリアル温度で、局所銀河団と同程度金属に富む、X線で明るい広がったガス体が明らかになっている。本論文では、XLSSC 122の可視光の分光観測結果について報告する。我々は、104億年前というルックバックタイムに対応する、平均で赤方偏移1.98に位置する37個の構成銀河を特定した。我々は測光観測を用いて、塵を含まない恒星の平均年齢を29.8億歳と決定した。これは、こうした銀河で星形成が始まったのは、平均赤方偏移が12で宇宙がわずか3.7億歳だった時であることを示唆している。塵の影響を含めて、推測される星形成の赤方偏移の全範囲は7〜13にわたる。今回の観測結果によって、XLSSC 122が、構成銀河の進化した星の種族と、銀河団内媒質を構成する高温で金属を豊富に含むガスの両方からなる、非常に成熟した銀河団であることが裏付けられた。
