2025年 | プレスリリース・研究成果

【本学研究者情報】

〇大学院理学研究科　天文学専攻
特任研究員　津久井 崇史（つくい たかふみ）
東北大学研究者紹介

【発表のポイント】

• ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（James Webb Space Telescope：JWST）^（注1）がとらえた大規模観測データを解析し、これまで不可能だった遠方銀河において二層円盤構造（薄い円盤・厚い円盤）を同定することに成功しました。
• 最大114億年にさかのぼる宇宙の様々な年代に存在した111個の銀河を解析した結果、宇宙初期には厚い円盤のみを持つ一層構造の銀河が多く、時が進むにつれて薄い円盤が加わり、二層円盤構造を持つ銀河が増えていく傾向が明らかになりました。さらに、厚い一層円盤構造を持った銀河から、その内側に薄い円盤が形成されることで、二層構造へと進化する過程も明らかになりました。
• 天の川銀河^（注2）と同程度の質量を持つ銀河では、一層構造から二層構造への移行が約80億年前に起きたことがわかりました。これは、星の年齢から推定されている天の川銀河における薄い円盤の形成時期とおおよそ一致しています。

【概要】

現在の宇宙にある多くの円盤銀河は、若い星からなる薄い円盤と年老いた星からなる厚い円盤の「二層構造」を持っています。しかし、これまでの二層構造の観測は近くの銀河に限られており、その形成過程は天文学上の大きな謎でした。

東北大学大学院理学研究科の津久井崇史研究員を中心とする研究チームは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測データを使い、最大100億年前にさかのぼる広範な宇宙年代にわたって存在した44個の銀河で二層構造を同定しました。銀河の過去の姿を直接捉えることで、銀河がまず厚い円盤を形成し、その後、内側に薄い円盤が形成することで二層構造となる進化の道筋が明らかになりました。さらに、薄い円盤の形成時期は、重い銀河ほど早く、星の年齢から推定された私たちの住む天の川銀河とおおよそ一致することが判明しました。本研究を通じて、円盤銀河がどのように形作られてきたか、そして天の川銀河が宇宙の歴史の中で普遍的な形成過程を辿ってきたのか、という問いへの答えに近づくことが期待されます。本研究成果は、英国王立天文学会の学術誌Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyで、2025年6月26日（英国時間）に掲載されました。

【用語解説】

注1. ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（James Webb Space Telescope：JWST）：米航空宇宙局（NASA）がハッブル宇宙望遠鏡の後継機として2022年に運用を開始した宇宙望遠鏡。これまでの望遠鏡と比較し、およそ10倍の空間分解能、100倍の感度の観測が可能となりました。

注2. 天の川銀河：渦巻き円盤銀河。地球が存在する銀河。1000億個以上の恒星が直径10万光年の円盤状に分布している。

【論文情報】

タイトル：The emergence of galactic thin and thick discs across cosmic history
著者：Takafumi Tsukui, Emily Wisnioski, Joss Bland-Hawthorn, Ken Freeman
*責任著者：東北大学大学院理学研究科 特任研究員 津久井崇史
掲載誌：Monthly Notices of the Royal Astronomical Society（王立天文学会月報）
DOI：10.1093/mnras/staf604

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学大学院理学研究科天文学専攻
特任研究員　津久井 崇史（つくい たかふみ）
Email：t.tsukui*astr.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学大学院理学研究科
広報・アウトリーチ支援室
TEL：022-795-6708
Email：sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）