ウェッブが実際に測定したもの

この研究では、赤方偏移が約0.7の9つの銀河を調査しました。私たちはこれらの銀河系を、それらの主な星形成期が終わったおおよそ60〜70億年前の姿として見ています。これらは宇宙の夜明けに直接観測された最初の銀河ではありません。

それらの古い恒星集団は、はるか以前の形成に関する情報を保存しています。サンプル中で最も古い銀河は赤方偏移5以上で形成され、ビッグバン後おおよそ12億年以内の時期にあたります。研究者たちは、最古の銀河系を、JWSTが初期宇宙で発見した予想外に成熟した銀河の子孫として説明しています。

JWSTの近赤外分光器は、IMFERNOプログラムを通じて各スペクトルの赤い部分を提供しました。チームは、非常に大型の望遠鏡のLEGA-Cサーベイからのスペクトルを用いて、そのカバレッジをより青い波長方向へ拡張しました。結合された波長範囲をフィッティングすることにより、研究者たちは星の質量の特徴を年齢や元素組成の違いから分離することができました。

小さな星がいかにして多くの質量を隠すか

銀河の統合光は、その最も明るい星によって支配されます。低質量の星は光度の高い星よりも数が多くても、その輝きの中に消えうるほど暗いのです。したがって、天文学者は異なる質量で形成された星の数を記述する初期質量関数を通じて、その隠れた集団を推定します。

多くの遠方銀河の推定は、天の川銀河に似た分布を仮定しています。Chengらの研究チームは、彼らのサンプル中のいくつかの銀河がより低質量優勢の初期質量関数を持っていることを発見しました。これは、それらの銀河が低質量星の割合をより多く含むことを意味します。

2つの最古の銀河では、天の川銀河に似た分布から測定された低質量優勢分布に変更することで、恒星質量の推定値が約3から4倍に増加しました。この補正により、ほとんどの恒星質量推定値は銀河のサイズと内部運動に基づく独立した重力質量推定値とより良く一致するようになりました。

証拠とは何か、推論とは何か

証拠または結果 それが支持するもの
赤方偏移0.7の9つの静穏銀河の超深スペクトル。 局所宇宙を超えた古い恒星集団の直接解析。
弱く、低質量の恒星に関連する吸収特徴。 サンプリングされた銀河のいくつかは、下部に重い恒星分布を持つ。
全スペクトル人口モデリング。 最も古い2つの銀河は、天の川に基づく推定値よりも3～4倍多くの恒星質量を持つ可能性がある。
最も古い銀河の初期形成史。 彼らの宇宙の夜明けの前駆体も、過剰な低質量恒星を含んでいた可能性がある。
惑星や生物学的な痕跡は観測されなかった。 異星生命に関する示唆は確率的なものにとどまっています。
スペクトルは観測です。質量補正は恒星集団モデルに依存し、惑星や生命の影響もさらなる推論です。

初期銀河問題はさらに難しくなります

JWSTは、モデルが星の集合がより少ないと予想していた時代に、質量が大きく成熟した銀河を繰り返し発見しています。この研究は標準的な宇宙論モデルを覆すものではありませんが、観測と銀河形成シミュレーションとの不一致を深める可能性があります。

もし初期の巨大銀河が予想よりもはるかに多くの低質量星を形成していた場合、モデルはその余分な恒星質量がどのようにしてこれほど急速に組み合わさったのかを説明する必要があります。また、総光度だけでなく、出生質量の異常な分布も再現しなければなりません。

この結果は現在、小さく、意図的に選ばれたサンプルに基づいています。決定的なテストは、より大規模な銀河群やより高い赤方偏移で同じスペクトルの特徴が現れるかどうかです。研究チームは、方法を最初の世代の星により近づけて拡張する計画です。

これが異星生命の存在の可能性を支持する理由

エイリアン生命の科学的根拠は、一つの劇的な観測に基づいているわけではありません。それは、可能な生息地の数、惑星の頻度、それらに利用可能な化学物質、そしてその環境が安定している時間の長さから成り立っています。この研究は、宇宙で最も古い巨大銀河のいくつかにおける最初の数字を増加させる可能性があります。

NASAのケプラー計画は、銀河系において惑星が星よりも多く、小さな惑星が一般的であることを明らかにしました。もし古い銀河にもこれまで数えられていたよりも多くの低質量の星が含まれているとすれば、観測された宇宙の初期にはより多くの惑星系が存在していた可能性があります。研究代表者のマリスカ・クリークは、研究発表においてその可能性を指摘しつつ、それを条件付きとして示しました。

低質量の星も、太陽型の星よりはるかに長く生存することができます。NASAによると、最小の赤色矮星は1,000億年以上も活動を維持することができます。長寿命の星の数が多いことで、惑星進化のための潜在的な場所の数と利用可能な時間の両方が拡大します。

その中で ドレイク方程式、より多くの星や惑星は、生命が始まる可能性のある場所の数を増やします。それらは、生命がどのくらいの頻度で始まり、複雑になり、検出可能な技術を発展させるかを教えてはくれません。したがって、この新しい結果は、未知のままの生物学的確率を提供することなく、エイリアン生命の規模論の議論を強化します。

なぜより多くの星が居住可能な世界の証拠にならないのか

星は最初の条件にすぎません。惑星の形成は若い星の周りの物質や環境に依存します。居住可能性は、惑星の軌道、大気、地質、放射線被曝、長期的な気候に依存します。

この研究で推定されたかすかな星々は、個別には分解されておらず、ホストとして分類されていません。天文学者は、近隣の銀河系の星の周りで測定された惑星発生率を、これら古代銀河の異なる形成条件や化学的歴史を考慮せずに適用することはできません。

小さな星も重大な釣り合いをもたらします。多くの赤色矮星は、特に若い時期に激しいフレアや高エネルギー放射を発生させます。NASAのモデルや観測は、この活動が近くの惑星の大気を侵食する可能性があることを示しています。長い恒星の寿命は、惑星がその星の激しい初期段階を生き延びることができる場合にのみ価値があります。

この結果は、生命が保証される宇宙ではなく、生命の可能性がより多く存在するかもしれない宇宙を支持しています。その違いは、...の中心に位置します。 フェルミのパラドックス可能な世界の数が増えるたびに、確認された地球外生命の証拠がないことが一層際立ちます。

天文学者が次にテストする必要があること

より高い赤方偏移スペクトルが直近の優先課題です。銀河の形成時代に近い星の分布を測定することで、その子孫から祖先の特性を推測する必要性が減少します。

より大きなサンプルにより、大質量の古い銀河でボトムヘビーな星集団が一般的か、あるいは特異な系に集中しているかが示されるでしょう。重力レンズや詳細な動力学モデルによる独立した検証により、修正された星の質量が各銀河の総質量と依然として整合するかを確認できます。

エイリアン生命の分野では、異なる観測チェーンが必要です。研究者は、初期の環境で惑星が効率的に形成され、大気を保持し、生命に適した化学が発達したという証拠を必要とします。ここで研究された9つの遠方銀河では、これらのステップのいずれも測定することはできません。

源道

判決

最も強い結論は天文学的です。いくつかの古くて巨大な銀河は、天の川に基づく推定よりもはるかに多くの低質量星を含んでいるように見え、初期の祖先はすでに驚くべきJWSTの測定結果が示すよりも重かった可能性があります。

異星生命に関する含意はより狭いですが、本当に興味深いです。より長寿命な星は、より長い宇宙時間にわたってより多くの惑星のチャンスを意味する可能性があります。それは、中央の証拠のギャップを維持したまま、他の場所での生命の可能性の数値的根拠を改善します。異星の世界、バイオサイン、または文明は検出されませんでした。