天文学：宇宙の歴史の最初の10億年間における大質量ハローでの銀河の成長

宇宙の構造形成に関する現在の理解によれば、宇宙における最も質量の大きな構造の前駆天体は、宇宙の密度場の最も大きなゆらぎに対応する領域で、ビッグバンの直後に形成され始めた。宇宙の最初の数億年の頃の、活発に成長し集積していた時期におけるこうした構造の観測は、手掛かりとなる遠方の銀河を検出するのに十分な感度と、非常にまれな天体を捉えるのに十分な広さを有する探査が必要であるため難しい。結果として、これまでそうした天体はほとんど発見されていない。本論文では、広視野探査で発見された、赤方偏移6.900（ビッグバンから8億年未満）に位置する遠赤外領域で明るい天体の観測について報告する。高分解能撮像から、この天体が極めて質量の大きな一対の星形成銀河であることが示された。大きい方の銀河は、星形成率が1年当たり太陽質量の2900倍で、太陽質量の2700億倍のガスと太陽質量の25億倍の塵を含んでおり、赤方偏移が6以上の既知のどの天体よりも質量が大きい。その急速な星形成は、8キロパーセクの投影距離に位置する伴銀河によって引き起こされていると思われる。この合体しつつある伴銀河の恒星の全質量は太陽の350億倍で、星形成率は1年当たり太陽質量の540倍だが、ガスと塵は隣の銀河より1桁少なく、物理的条件は近傍宇宙にある金属量の少ない銀河で観測されるものに似ている。これらの天体は、太陽の1000億倍以上の質量の暗黒物質ハローの存在を示唆しており、この時代の宇宙に存在するはずの非常にまれな暗黒物質ハローの1つである。

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