ハッブル望遠鏡が観測された中で最も遠い星を検出

新しい星は、有名な作家トールキンにちなんで「エレンデル」と呼ばれ、地球から129億光年の距離にあります。この星の質量は、太陽の質量に50を掛けた質量でした。なぜもうなくなっているのですか

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有名な英国の作家ジョン・ロナルド・ルーエル・トールキン(J.R.R. Tolkien)が、 1914年の夏、イギリスの叔母の農場での「夕方の星エレンデルの航海」を書いたとき、彼は100年以上経って、それが名前をつくったとは思っていませんでした人類が発見した中で最も遠い星に指定されるだろう。

NASAのハッブル宇宙望遠鏡は、ビッグバンで宇宙が誕生してから最初の10億年に存在した星の光を検出し、これまでに見られた中で最も遠い単一星にする、並外れた新しいベンチマークを設定しました

この発見は、以前のシングルスター記録よりも過去に大きな飛躍を遂げています。これは2018年にハッブルによって発見されました。その星は、天文学者が「1.5赤方偏移」と呼んでいるときに、宇宙が約40億年前、つまり現在の年齢の30パーセントであったときに存在していました。宇宙が膨張するにつれて、遠くの物体からの光は、私たちに向かって移動するにつれて、より長く、より赤い波長に伸び、または「シフト」するため、科学者は「赤方偏移」という用語を使用します。

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2022年の始まりで、NASAのハッブル宇宙望遠鏡は、1月1日の科学研究の10億秒を公式に上回りました。(NASA)

新たに検出された星は、その光が地球に到達するまでに129億年かかったほど遠くにあり、私たちには、宇宙が現在の年齢のわずか7%、赤方偏移が6.2だったときのように見えます。このような距離で以前に見られた最小の天体は、原始銀河の中の星団です。

最初はほとんど信じられませんでした。以前の最も遠い赤方偏移星よりもはるかに離れていました」と、この発見を説明する記事の筆頭著者であるボルチモアのジョンズ・ホプキンス大学の天文学者ブライアン・ウェルチはジャーナルネイチャーで3月30日。この発見は、同じくボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所の共著者であるダン・コーが率いるハッブル重力レンズ再電離研究(RELICS)プログラムで収集されたデータから行われました。

通常、この距離では、銀河全体に小さなスポットが見られ、何百万もの星の光が混ざり合っています」とウェルチ氏は言います。「この星を収容している銀河は、重力レンズによって拡大され、ゆがめられて、夜明けの弧と呼ばれる長い半月になりました。」ウェルチは、銀河を詳細に研究した後、元素の1つが彼がEarendelと呼んだ非常に拡大された星であり、古代英語で「明けの星」を意味すると長引いています。この発見は、非常に早い星形成の未踏の時代を開くことを約束します。

ハッブル
星はエーレンデルと呼ばれています

アーレンデルはずっと前に存在していたので、今日の私たちの周りの星と全く同じ原材料を持っていなかったかもしれません」とウェルチは説明しました。「アーレンデルを学ぶことは、私たちが知られていない宇宙の時代への窓になりますが、それが私たちが知っているすべてのことにつながりました。とても面白い本を読んでいるようですが、第2章から始めて、すべてがどのように始まったのかを見る機会があります」とウェルチは言いました。

星が揃うとき

研究チームは、Earendelは私たちの太陽の質量の少なくとも50倍であり、何百万倍も明るく、知られている最も巨大な星に匹敵すると推定しています。しかし、そのような明るく巨大な星でさえ、私たちとEarendelの間にある巨大な銀河団WHL0137-08によって生み出される自然な増加の助けなしには、これほど大きな距離を見ることは不可能です銀河団の質量は宇宙の構造を変形させ、背後の遠くの天体からの光をほとんど歪めたり増幅したりしない強力な天然拡大鏡を作り出します。

拡大レンズとして機能する銀河団とのまれな整列のおかげで、星Earrendelは宇宙のファブリックの波紋に直接、またはそのすぐ近くに現れます。光学系では「コースティック」と定義されるこのリップルは、最大の倍率と輝度を提供します。この効果は、晴れた日にプールの底に明るい光のパターンを作り出すプールの起伏のある表面に似ています。表面の波紋はレンズのように作用し、プールの底で太陽光を最大の明るさに集中させます。

このコースティクスは、Earendel星をその故郷の銀河の一般的な輝きから際立たせます。その明るさは千倍以上に拡大されます。この時点では、天文学者はEarendelが連星であるかどうかを判断できませんが、ほとんどの大質量星には少なくとも1つの小さな伴星があります。

ジェームズ・ウェッブ望遠鏡 vs. ハッブル。(写真:NASA)
ジェームズ・ウェッブ望遠鏡 vs. ハッブル。(写真:NASA)

ウェッブとの確認

天文学者は、Earendelが今後何年にもわたって大きく拡大し続けることを期待しています。NASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡で観測されます。ウェッブの赤外光に対する高い感度は、宇宙の膨張により長い赤外波長で光が伸びる(赤色にシフトする)ため、Earendelについてもっと知るために必要です。

ウェッブを使って、Earendelが本当に星であることを確認し、その明るさと温度を測定したいと思っています」とCoeは言いました。これらは、恒星のライフサイクルにおけるその種類と段階に関する研究を絞り込みます。「夜明けの弧には、後の世代の星で形成される重い元素が欠けていることもわかるといいと思います。これは、Earendelが珍しく、巨大で、金属に乏しい星であることを示唆しています」とCoeは言いました。

Earendelの組成は、宇宙が次世代の大質量星によって生成された重い元素で満たされる前に形成されたため、天文学者にとって非常に興味深いものになるでしょう。追跡調査により、Earendelが原始水素とヘリウムのみで構成されていることが判明した場合、ビッグバン後に生まれた最初の星であると思われるPopulation IIIの伝説的な星の最初の証拠になります。確率は小さいが、Welchはそれがとにかく魅力的であることを認めている。

ウェッブを使えば、Earendelよりも遠くに星を見ることができ、信じられないほどエキサイティングです」とWelch氏は言います。「できる限り遠くまで戻ろう。ウェッブがEarendelの距離記録を破るのを見てみたい」

この歴史的な発見は、米国のジョンズホプキンス大学の科学者であるブライアンウェルチが率いる国際的な研究者チームによって行われ、ホセマリアディエゴも参加しました。

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