GN-z11

GN-z11はおおぐま座の方向にある高赤方偏移銀河である。GN-z11の分光学的赤方偏移の値は z = 10.957 で、これに基づくと地球からの実際の距離は約320億光年（約98億パーセク）に相当する[6][注 1]。2022年4月にさらに赤方偏移が大きい銀河候補天体 HD1 が発見されるまでは観測可能な宇宙において最も古く、また最も遠方にある天体として知られていた[7]。

GN-z11
Great Observatories Origins Deep Survey-Northが撮影した画像中におけるGN-z11
Great Observatories Origins Deep Survey-Northが撮影した画像中におけるGN-z11
星座 おおぐま座[1][2]
見かけの等級 (mv) 25.93（Jバンド）[3]
分類 銀河候補[1][4]
不規則銀河
位置
元期:J2000.0[1]
赤経 (RA, α)  12h 36m 25.46s[1]
赤緯 (Dec, δ) +62° 14′ 31.4″[1]
赤方偏移 10.957 ± 0.001[5]
視線速度 (Rv) 295,050 ± 119,917 km/s[3]
距離 134億 光年（見かけの距離）
320億 光年（実際の距離）
物理的性質
半径 600 ± 300 パーセク[4]
質量 ~1×109 M☉[4]
他のカタログでの名称
GNDJ-2545743169[3]
GN-z10-1[3]
GNS-JD2[3]
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GN-z11という名称は「Great Observatories Origins Deep Survey-North（GOODS-N）」と呼ばれる観測サーベイの銀河系内の探査フィールド内に位置することと、その高い赤方偏移の値（z = 11）に由来する[8]。GN-z11はビッグバンからわずか4億年後の134億年前には存在していたことが観測で示されている[2][4][9][10]。そのため、GN-z11までの距離は134億光年と記述されることがあるが、これは光行距離であり、現時点での地球からGN z-11までの距離とは異なることに注意が必要である[11][12][13]。

発見と特性

この銀河はハッブル宇宙望遠鏡を用いて観測を行うCosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey（CANDELS）およびスピッツァー宇宙望遠鏡を用いるGreat Observatories Origins Deep Survey-North（GOODS-N）によって得られたデータを研究しているチームによって発見された[14][15]。研究チームはハッブル宇宙望遠鏡の広視野カメラ3を用いて、分光学的にGN-z11までの距離を測定、すなわち、GN-z11から届いた光を成分色に分離することで、宇宙の膨張によって生じた赤方偏移を測定した[16]。この発見は2016年3月に発表され、この銀河が当初予想していたハッブル宇宙望遠鏡が観測できる距離の限界よりもはるかに遠くに位置していることが明らかになった。GN-z11はそれまで観測されていた天体の中で最古記録を保持していたEGSY8p7よりも約1億5,000万年古く、「いわゆる宇宙の暗黒時代の終わりに非常に近い時期」そして「宇宙の再電離時代の初期」を観測したとされている[14]。しかし、2022年4月にGN-z11よりもさらに遠い約135億光年（実際の距離は約334億光年、赤方偏移は z = 13.27）離れている可能性のある銀河候補天体 HD1 が発見されたことで、GN-z11は観測史上最も遠方にある既知の天体ではなくなっている[17]。

銀河系と比較して大きさは約25分の1、質量は約1%で、約20倍以上ものペースで新たな恒星を形成しているとされている[2][16]。恒星の年齢は約4,000万年と推定されており、GN-z11は比較的急速に恒星を形成したと見られている。最初の恒星が形成され始めてすぐに非常に大規模な銀河が存在していたという事実は、現在考えられているいくつかの銀河形成モデルに疑問を投げかけることになった[14][16]。

2020年、W・M・ケック天文台での観測により、GN-z11の2階電離炭素イオンおよび2階電離酸素イオンからの輝線が検出された[5]。これにより赤方偏移が確定し、これまで観測された天体のうちで最も宇宙誕生時に近い時代に位置している天体であることが確認された。

GN-z11の星空の位置を示す動画(2016年3月3日時点)
ハッブルによる現在一番遠い銀河の確認

脚注

注釈
  1. 一見すると、320億光年（98億パーセク）という距離は誕生から138億年しか経過していないこの宇宙よりも遠くの、光でさえまだ到達できていない地点に存在しているように見える。しかし、宇宙の膨張により現在の光が発せられた時の銀河系とGN-z11の間の距離は、134億光年かけて光が地球に到達する間に（z+1）=12.1の因数で26.6億光年から322億光年にまで広がっている。詳細は観測可能な宇宙、観測可能な宇宙の大きさに関する誤解、広がる空間での距離の測定、ゴムロープの上のアリを参照。

出典
  1. “Hubble Team Breaks Cosmic Distance Record”. HubbleSite (2016年3月3日). 2019年5月2日閲覧。
  2. “最遠方銀河の記録をハッブル宇宙望遠鏡が更新、赤方偏移11.1”. AstroArts (2016年3月7日). 2019年4月29日閲覧。
  3. “Result for OBI2014 GN-z10-1”. SIMBAD Astronomical Database. CDS. 2019年4月29日閲覧。
  4. Oesch, P. A.; Brammer, G.; van Dokkum et al., P. (2016). “A Remarkably Luminous Galaxy at z=11.1 Measured with Hubble Space Telescope Grism Spectroscopy”. The Astrophysical Journal 819 (2): 129. arXiv:1603.00461. Bibcode: 2016ApJ...819..129O. doi:10.3847/0004-637X/819/2/129.
  5. Jiang, L. H.; Kashikawa, N.; Shu et al., W. (2020). “Evidence for GN-z11 as a luminous galaxy at redshift 10.957”. Nature Astronomy. arXiv:2012.06936. Bibcode: 2020NatAs.tmp..246J. doi:10.1038/s41550-020-01275-y.
  6. Drake, Nadia (2016年3月3日). “Astronomers Spot Most Distant Galaxy—At Least For Now”. National Geographic. 2019年4月29日閲覧。
  7. Klotz, Irene (2016年3月3日). “Hubble Spies Most Distant, Oldest Galaxy Ever”. Discovery News. http://news.discovery.com/spacegalaxies/hubble-finds-most-distant-oldest-galaxy-ever-160303.htm 2019年4月29日閲覧。
  8. “Hubble Team Breaks Cosmic Distance Record” (2016年3月3日). 2019年4月29日閲覧。
  9. Amos, Jonathan (2016年3月3日). “Hubble sets new cosmic distance record”. BBC News. https://www.bbc.com/news/science-environment-35721734 2019年4月29日閲覧。
  10. Griffin, Andrew (2016年3月4日). “Most distant object in the universe spotted by Hubble Space Telescope, shattering record for the farthest known galaxy”. The Independent. https://www.independent.co.uk/news/science/most-distant-object-in-the-universe-spotted-by-hubble-space-telescope-shattering-record-for-the-a6911096.html 2019年4月29日閲覧。
  11. Wright, Edward L. (2013年8月2日). “Why the Light Travel Time Distance should not be used in Press Releases”. University of California, Los Angeles. 2019年4月29日閲覧。
  12. Borenstein, Seth (2016年3月3日). “Astronomers Spot Record Distant Galaxy From Early Cosmos”. Associated Press. オリジナルの2016年3月6日時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20160306044212/http://bigstory.ap.org/article/6c9dcadf6d5f4741b010da09f5841b6f/astronomers-spot-record-distant-galaxy-early-cosmos 2019年4月29日閲覧。
  13. “GN-z11: Astronomers push Hubble Space Telescope to limits to observe most remote galaxy ever seen”. Australian Broadcasting Corporation. (2016年3月3日). http://www.abc.net.au/news/2016-03-04/hubble-space-telescope-observes-most-remote-galaxy-ever-seen/7219846 2016年3月10日閲覧。
  14. “Hubble breaks cosmic distance record”. SpaceTelescope.org (2016年3月3日). 2019年4月29日閲覧。
  15. “Hubble Team Breaks Cosmic Distance Record”. HubbleSite.org (2016年3月3日). 2019年4月29日閲覧。
  16. Shelton, Jim (2016年3月3日). “Shattering the cosmic distance record, once again”. Yale University. 2019年4月29日閲覧。
  17. Harikane, Yuichi; Inoue, Akio K.; Mawatari, Ken et al. (2022). “A Search for H-Dropout Lyman Break Galaxies at z~12-16”. The Astrophysical Journal 929 (1). arXiv:2112.09141. doi:10.3847/1538-4357/ac53a9.

関連項目
記録
先代
EGSY8p7 		最遠の天体
2016 – 2022		 次代
HD1
記録
先代
EGSY8p7 		最遠の銀河
2016 – 2022		 次代
HD1
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