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SCIENTIFIC AMERICAN November 2018

Back in Time

時空の果てをのぞく重力レンズ望遠鏡

By Dan Coe D. コウ
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We stand on the verge of writing a nearly complete cosmic history. Astronomers have now observed galaxies going back 97 percent of the way to the big bang, which was 13.8 billion years ago.  私たちはもう少しでほぼ完全な宇宙史を書き上げるところまで来ている。宇宙にはビッグバン以来138億年の歴史があるが,いまやその97%をさかのぼった銀河が観測されているのだ。
The light from one such galaxy, named SPT0615-JD, began its journey toward Earth 13.3 billion years ago. In 2017 it arrived at the Hubble Space Telescope, where we were able to glimpse it for the first time through a project I ran called the Reionization Lensing Cluster Survey (RELICS), which aimed to find some of the cosmos’s first galaxies. RELICS ran from October 2015 to October 2017, taking up more than 100 hours of Hubble observing time and more than 900 hours on the Spitzer Space Telescope. The project turned up more than 300 galaxy candidates from the universe’s first billion years.  そうした銀河の1つ「SPT0615-JD」からの光は,133億年前に地球へ向かう旅を開始した。その光は2017年にハッブル宇宙望遠鏡に到達し,私がこの望遠鏡で実施していたRELICS(Reionization Lensing Cluster Survey)で初めて観測された。RELICSは最初の銀河の発見を目指すプロジェクトで,2015年10月から2017年10月にかけてハッブルによる観測を100時間以上,スピッツァー宇宙望遠鏡による観測を900時間以上行った。そして,宇宙誕生から10億年以内の銀河の候補を300個以上見つけた。
These objects are fascinating because they provide a view into a sliver of our history that is still totally unknown. By studying such objects, we hope to learn how the first galaxies formed and influenced the nascent universe. For instance, we believe galaxies such as SPT0615-JD transformed early space by blasting out ultraviolet light that the gas around them absorbed, turning the universe’s first neutral atoms back into the lone protons and electrons that they started out as (a process known as reionization). The details of how and when this process occurred are, however, still unclear. With luck, the ancient galaxies we are observing will change that.  これらの銀河が魅力的なのは,宇宙史にわずかに残っている未知の期間の様子を教えてくれるからだ。それらを調べることで,最初の銀河がどのように形成され,萌芽期の宇宙にどんな影響を及ぼしたかがわかると期待されている。例えば,SPT0615-JDなどの初期銀河は紫外光を放射することで当時の宇宙の性質を一変させたと考えられている。銀河周辺のガスが紫外光を吸収したことで,宇宙に初めて存在していた中性原子が陽子と電子に戻ったのだ。だが,この「再電離」と呼ばれるプロセスがいつ,どのように起こったのかに関する詳細は不明だ。運が良ければ,私たちが観測している太古の銀河がそれを明らかにしてくれるだろう。