観測可能な宇宙で最も遠方にある天体

最も遠方の放射源の種類

現在、極端に高い赤方偏移の記録に位置する天体は、主として銀河と、銀河内の高エネルギー放射源である。すなわち、若い星形成銀河、クエーサー（物質を降着する超大質量ブラックホール）、ガンマ線バースト（GRB）である。宇宙マイクロ波背景放射（CMB）は、赤方偏移z ≈ 1100で生じた、時間的には最も遠方まで観測可能な放射を表す。しかしこれは、初期プラズマの拡散した残光であり、個別の銀河やコンパクトな放射源ではない。

個々の高赤方偏移天体の例は、研究文献や報道でしばしば取り上げられる。ハッブル宇宙望遠鏡、さらに近年ではジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のほか、大型地上観測所やサブミリ波アレイにより、銀河ではz ≈ 7～11を超え、クエーサーと一部のGRBではz ≈ 7～8に達する確実な分光学的検出が実現している。さらに高い赤方偏移にある候補天体も、測光観測によって数多く同定されている。分光学的な確認は決定的な基準とされるが、より困難である。

観測手法には、ライマンブレイク（ドロップアウト）法、強い輝線（たとえばライマンα）を探す狭帯域探索、分光による赤方偏移の測定、GRBの突発現象の検出が含まれる。天文学者は、前景天体による混入、銀河間水素による減衰、機器の感度限界に対処しなければならない。「候補」の高赤方偏移天体と「確認済み」の天体の区別は、複数のスペクトル線またはスペクトルの特徴を信頼できる形で測定できるかどうかに左右されることが多い。

この区別が重要な理由

• 科学的解釈：年齢、質量、星形成率などの物理的な推定は、正確な赤方偏移に依存する。
• 宇宙史：最高赤方偏移の銀河は、最初の世代の恒星とブラックホールが銀河間物質を変化させた再電離期を探る手掛かりとなる。
• 技術開発：より優れた機器と較正は、候補天体に含まれる誤検出を減らす。

最遠方天体を探す手法や進行中のサーベイについての分かりやすい概説は、関連資料を参照。技術の進歩に伴い、この最前線は変化し続けている。新しい機器は初期銀河と高エネルギー放射源の標本を拡大し、宇宙最初の10億年についての理解を深めている。