ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が捉えた、宇宙の夜明けを告げる最初の星々の残響:LAP1-Bの発見

編集者: Uliana S.

人口III星はビッグバンから約1億〜4億年後に現れたと考えられている。

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)の驚異的な能力を活用した研究者たちは、LAP1-Bと呼ばれる天体システムを発見しました。これは、その後のすべての恒星の祖先とされる、仮説上の「種族III(ポピュレーションIII)星」が存在した最も初期の証拠である可能性が極めて高いとされています。この天体は地球から約130億光年という途方もない距離に位置しており、ビッグバンからわずか8億年後に訪れた時代、すなわち「宇宙の夜明け」を垣間見ることを可能にしました。LAP1-Bの観測は、物質が初めて構造を形成し始めた、宇宙進化の初期段階に触れる貴重な機会を提供します。

LAP1-Bシステムが示す特徴は、理論家たちが種族III星について予測していた主要な特性と完全に一致しています。この天体は、質量が太陽質量の約5000万倍と推定されるダークマターハロー内に存在しています。この質量は、「原子冷却」と呼ばれる現象を引き起こし、最初の恒星形成を開始させるために必要とされる閾値に相当します。

このシステム内の個々の星は、太陽質量の10倍から1000倍という巨大な質量を持つと見積もられており、それらが集まった小さな星団全体の総質量は、わずか数千太陽質量に過ぎません。これは、初期の星々が極めて大質量であり、燃料を非常に速く燃焼させたという理論を裏付けるものです。さらに、JWSTによる分光分析は、「金属」(水素とヘリウム以外の重元素)がほぼ完全に欠如していることを明らかにしました。これは種族III星の決定的な特徴です。

種族III星は、宇宙の初期の構成要素である水素とヘリウム、そして微量のリチウムのみから誕生しました。なぜなら、それ以前の世代の核融合によって重元素がまだ生成されていなかったからです。しかし、注目すべきことに、LAP1-B周辺のガスにはすでにわずかな重元素の痕跡(富化)が含まれています。この事実は、これらの大質量な初期の星の一部がすでに超新星爆発としてその生涯を終え、初期宇宙の「金属化」プロセスを開始させていたことを示唆しています。

現時点ではLAP1-Bが最も説得力のある候補ですが、コロンビア大学やトレド大学の専門家を含む科学者たちは、最終的な確認のためにはさらなる詳細な研究が不可欠であると強調しています。赤方偏移z=6.6で発見されたLAP1-Bは、理論的な予測とも合致しています。この範囲では、現在の観測能力でこのような天体が約1つ見つかると予想されていました。この発見は単なる個別の成果にとどまらず、宇宙の暗闇の中で光がどのようにして誕生したかを理解するための鍵となり得る、初期宇宙の研究への道を開くものです。モデル分析によれば、これらの最初の星々が、その後の星形成や最初の銀河の形成に決定的な影響を与え、その後のすべての宇宙進化の基礎を築いたとされています。

ソース元

  • MoneyControl

  • Astronomers may have found the first stars that formed after the Big Bang

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