3年前のこの日、人類が今までに宇宙に送り出した中で最大かつ最も強力な望遠鏡、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）のスリリングな打ち上げを私たちは目撃した。
建造に30年を要したが、わずか3年の運用期間で、JWSTは宇宙に対する私たちの見方を革新的に変えた。
私たちの太陽系を探査し、生命の兆候を求めて遠方の惑星の大気を調査し、さらに宇宙で最初に形成された星や銀河を見つけるため、最も遠い深宇宙を探査してきた。
以下が、打ち上げ以来JWSTが私たちに教えてくれた初期宇宙についての知見と、新たに発見された謎である。
不気味な青い怪物
JWSTは、最初の星々と銀河を見つけるため、宇宙をどこまで遠く見られるかという限界を押し広げた。地球の大気圏の外にあることで、宇宙空間での位置取りは赤外線を使って深宇宙を観測するための完璧な条件となっている。
JWSTによって確認された最も遠い銀河の現在の記録は、宇宙がわずか3億年程度の若さだった時代にまで遡る。驚くべきことに、この短い時間枠の中で、この銀河は太陽の質量の約4億倍もの質量を形成することができた。
これは初期宇宙での星形成が極めて効率的だったことを示している。そしてこの銀河は唯一の例ではない。
銀河が成長すると、その星々は爆発して塵を生成する。銀河が大きいほど、より多くの塵を持つ。この塵は青い光を吸収するため、銀河を赤く見せる。しかし、ここで興味深い点がある：JWSTは、これらの最初期の銀河が驚くほど明るく、巨大で、非常に青く、塵の痕跡が全くないことを示した。これは真の謎である。
これらの最初期の銀河の奇妙な性質を説明する多くの理論がある。巨大な超新星爆発を起こすことなく、重力によって単に崩壊する巨大な星々を持っているのだろうか？
あるいは、非常に大きな爆発によって全ての塵が銀河から遠く押し出され、青く塵のない中心部が露出しているのだろうか？おそらく塵は、これらの初期の特異な星々からの強い放射によって破壊されているのかもしれない – 私たちにはまだわからない。
初期銀河における異常な化学組成
初期の星々は、最終的に生命となったものの重要な構成要素だった。宇宙は水素、ヘリウム、そしてわずかなリチウムだけで始まった。私たちの骨のカルシウムから、呼吸する空気中の酸素まで、他の全ての元素は、これらの星の中心部で作られた。
JWSTは、初期の銀河もまた異常な化学的特徴を持っていることを発見した。
これらは私たちの太陽で観測されるよりもはるかに多くの窒素を含んでいる一方で、他のほとんどの金属は少ない量で存在している。これは、私たちがまだ完全には理解していない過程が初期宇宙で働いていたことを示唆している。
JWSTは、星々が銀河の化学的進化を駆動する仕組みについての私たちのモデルがまだ不完全であることを示した。つまり、私たちの存在につながった条件を完全には理解していないということである。
宇宙の暗黒時代を終わらせた小さなもの
巨大な銀河団を巨大な拡大鏡として使用することで、JWSTの高感度カメラは最も暗い銀河を見つけるため、さらに深く宇宙を覗き込むことができる。
私たちは、銀河が非常に暗くなり、完全に星形成を停止する点を見つけようと更に探査を進めた。これは、銀河形成が終わる条件を理解する助けとなる。
JWSTはまだこの限界を見つけていない。しかし、予想をはるかに超える多くの暗い銀河を発見し、予想の4倍以上のエネルギーを持つ光子（光の粒子）を放出していることがわかった。
この発見は、これらの小さな銀河がビッグバンの直後に起きた宇宙の「暗黒時代」を終わらせる上で重要な役割を果たした可能性があることを示唆している。
謎の小さな赤い点の事例
JWSTの最初の画像によって、もう一つの劇的で予想外の発見がもたらされた。初期宇宙には「小さな赤い点」が豊富に存在している：起源不明の非常にコンパクトな赤色の天体である。
当初、これらは存在するはずのない超大質量の超密度銀河だと考えられていたが、過去1年間の詳細な観測により、深く謎めいた矛盾する特性の組み合わせが明らかになった。
明るい水素ガスが、超大質量ブラックホールの周りを渦巻くガスに特徴的な、毎秒数千キロメートルという膨大な速度で光を放出している。
この現象は活動銀河核と呼ばれ、通常は超大質量ブラックホールが周囲のガスを全て飲み込み、急速に成長している餌付け狂乱状態を示している。
しかし、これらは一般的な活動銀河核ではない。まず第一に：通常予想されるX線を全く放出していない。さらに興味深いことに、これらは恒星集団の特徴を持っているように見える。
これらの銀河は、星と活動銀河核の両方を同時に持っているのだろうか？あるいは、その中間の進化段階なのだろうか？それらが何であれ、小さな赤い点は、おそらく超大質量ブラックホールと銀河内の星の誕生の両方について、何かを教えてくれるだろう。
不可能なほど早期の銀河
JWSTは、非常に活発な初期銀河に加えて、極めて死んだ死骸も発見した：宇宙の夜明けで激しい星形成を行った初期宇宙の遺物である。
これらの死骸はハッブル望遠鏡と地上望遠鏡によって発見されていたが、その光を分析して死んでからの期間を明らかにできたのはJWSTだけであった。
宇宙史の最初の7億年以内に形成された超大質量の銀河（現在の天の川銀河と同程度かそれ以上の質量）を発見した。私たちの現在の銀河形成モデルではこれらの天体を説明できない – それらは大きすぎ、形成が早すぎる。
宇宙学者たちは依然として、モデルを適合させることができるのか（例えば、初期の星形成が極めて効率的だった可能性）、あるいはダークマターの性質とそれが初期の崩壊天体をどのように生み出すかを再考する必要があるのかを議論している。
JWSTは来年さらに多くのこれらの天体を発見し、既存のものをより詳細に研究するだろう。いずれにせよ、私たちはすぐに知ることになるだろう。
JWSTの次なる展開は？
最初の一歩の中で、この望遠鏡は宇宙についての私たちの現在のモデルの多くの欠点を明らかにした。JWSTがもたらした更新情報を考慮してモデルを改良している一方で、私たちが最も興奮しているのは未知の未知についてである。
謎の赤い点は私たちの視界から隠れていた。宇宙の深部には他に何が潜んでいるのだろうか？JWSTはすぐに私たちに教えてくれるだろう。
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