初期宇宙のスターバースト銀河を発見

ナショナルジオグラフィック 公式日本語サイト 4月18日(木)20時20分配信

初期宇宙のスターバースト銀河を発見 (Illustration courtesy C. Carreau ESA)

欧
州宇宙機関（ESA）や米カリフォルニア工科大学の研究チームがこのほど、ハーシェル宇宙望遠鏡搭載の赤外マッピング機能を用いて、遠く離れたスター
バースト銀河「HFLS3」の光を発見した。爆発的に星を形成している銀河で、140億年前の宇宙誕生からわずか8億8000万年後に生まれている。

「HFLS3」は、数あるスターバースト銀河の中で最も遠く10億年以上古い。前代未聞のペースで新しい星をつくり出している。

研
究チームのリーダーで、ニューヨーク州イサカにあるコーネル大学の天文学者ドミニク・リーカーズ（Dominik
Riechers）氏は、「HFLS3は、ほぼあらゆる面で極限に近い存在だ」と話す。「古さもさりながら、星形成の勢いも特筆に値する。後の時代に誕生
したスターバースト銀河をも凌ぐほどだ」。

HFLS3のサイズは、天の川銀河とほぼ同じと推測されている。ところが、1年間に太陽
2900個分に相当する質量を大量生産しているとわかり、科学者
たちを驚かせている。「天の川銀河の2000倍の速さだ。生まれたばかりの若い星が発する強烈で大量の高エネルギー放射を考えると、安定状態を維持できる
限界に近い」とリーカーズ氏は補足する。

◆異常な活発さ

宇宙の果てに近い場所でちりに包まれているにも関わらず、HFLS3は異常なほど明るい。赤外波長で太陽30兆個分に相当する光を放っている。

リーカーズ氏らは、紛れもなく巨大なスターバースト銀河に違いないと考えた。その常識外れの明るさは、星形成の異常な活発さを示しているからだ。

HFLS3の化学的な特性も予想外の事実だった。分光測定の結果から、より新しいスターバースト銀河とよく似た多様性が示されたのだ。

炭素や鉄といった重元素の大部分は、最初期に生まれた星たちが超新星爆発で消滅してから形成されたと考えられている。つまり、ビッグバンから10億年間は存在しなかったと推測されてきた。

「（HFLS3による）活発な星形成は、既に相当長く続いている。短命の星が爆発して重元素を撒き散らし、分光測定で見られるすべての核種が形成されたと考えられる」とリーカーズ氏は話す。

◆銀河の胚

スターバースト銀河の誕生は、HFLS3よりはるかに遅い時代というのが定説だった。そこで急速に形成された星々が、通常の巨大銀河の大部分を構成するようになる。

「大
きな銀河が次々と誕生し、星の量産に十分な星間ガスがたまったのは確かにもっと遅い時代だ。しかし例外的な環境では、ビッグバンからわずか8億
8000万年後に、宇宙で最も活発な星形成が起きる可能性があるとHFLS3は示している。同時期に成熟した巨大銀河の誕生もあり得る話だろう」とリー
カーズ氏は話す。

バージニア州シャーロッツビルに本部を置く米国立電波天文台（NRAO）の天文学者クリス・カリリ（Chris
Carilli）氏は今回の研究に参加していないが、この意外な発見によって、最も古い既知の星のいくつかが楕円銀河に存在する理由を説明できるかもしれ
ないと話す。

「これで理由がわかった。楕円銀河は遠い昔に形成されたのだ」とカリリ氏は言う。「はるか遠くのスターバースト銀河は、初期の宇宙で爆発的に楕円銀河が形成された証拠だ」。

現在、最も巨大な銀河である楕円銀河は大きな銀河団の中心部で観測される。HFLS3はその胚である可能性が高いとカリリ氏は説明する。「巨大銀河の形成が、ビッグバン近くまでさかのぼることになる」。

今回の研究結果は、「Nature」誌オンライン版に4月17日付けで発表された。

Andrew Fazekas for National Geographic News

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