天文学者がガスをリサイクルして新しい星を作る古代銀河の直接画像を撮影

最初は水素と少しのヘリウムしか無い銀河も恒星内で炭素、窒素、酸素等の重い元素が融合されるし、銀河中心のブラックホールは成長するので、恒星、銀河ともに変わり続ける。以下、機械翻訳。
天文学者がガスをリサイクルして新しい星を作る古代銀河の直接画像を撮影
2023 年 5月 31日投稿

初期宇宙の成長を維持するためにガスをリサイクルする巨大な古代銀河、マンモス 1 のアーティストのイラスト。
クレジット: 清華大学
ハワイ州マウナケア–天文学者らは、古代の銀河が前の星からのガスを再利用して新世代の星を誕生させることで星形成を維持できたことを示す直接的な証拠を発見した。このリサイクルされたガスは、宇宙初期の銀河が成長するのに必要なすべての物質を供給するのに十分であった可能性があり、銀河と星の進化に新たな光を当てた。

この研究結果には、ハワイ島にある 2 つのマウナケア天文台 (WM ケック天文台とすばる望遠鏡) からのデータが含まれており、サイエンス誌に掲載されました。

ガスは、銀河が新しい星を形成するために必要な物質を提供します。星が超新星爆発で死ぬと、銀河からガスが放出されることがあります。星を形成し続けるためには、銀河に流れ込むガスの安定した供給が必要です。しかし、星の形成が、宇宙で最も軽い元素の一つである水素と少量のヘリウムからなる大部分が水素で構成される、元の新しいガスの供給によって推進されるのか、それとも銀河が前世代の超新星からのガスを再利用できるのかは不明である。 星の核融合によって生成されたより重い元素が含まれる可能性があります。

この疑問に答えるために、清華大学率いる国際研究チームは、110億年前に存在した銀河団の巨大星雲であるマンモス1の直接画像を撮影した。

ケック天文台のケック・コズミック・ウェブ・イメージャー（KCWI）とすばる望遠鏡を使用して、研究チームはマンモス1号の周囲30万光年に広がる水素、ヘリウム、炭素の兆候を検出した。元素の比率は、今日太陽で見られるものと似ています。これは、その組成が新しいガスの原始的な状態によりよく似ていると予想されるこのような古代の原始銀河にとっては驚くべきことである。


https://vimeo.com/831970541
マンモス 1 原始銀河に螺旋を描きながらさらなる星形成を促進する再循環ガスの直接観察を描いたアーティストのアニメーション。クレジット: 清華大学

研究チームはガスの動きをマッピングすることもでき、重元素が豊富なガスが銀河に逆流し、太陽質量の約700倍のリサイクルガスを毎年供給していることを示した。これは、マンモス1で見られる星形成速度（毎年太陽の質量の約81倍）を供給するのに必要な量よりもはるかに多く、リサイクルされたガスだけでも原始銀河での星形成を維持するには十分であることを示している。

この研究の主任研究者で論文の共著者である清華大学のZheng Cai氏は、「我々の観測は、リサイクルされた流入が宇宙初期の巨大な星形成銀河への普遍的な供給メカニズムである可能性があるという最初のヒントを与えてくれた」と述べた。

KCWIについて
Keck Cosmic Web Imager (KCWI) は、可視帯域、中程度から高のスペクトル解像度フォーマットと優れた空の減算を備えた積分フィールド分光法を提供するように設計されています。この望遠鏡の天体観測と大口径により、銀河とその暗黒物質のハロー、星の遺物、星団、レンズ銀河のガスとの関係を研究することができます。このプロジェクトへの支援は、国立科学財団、ハイシング・シモンズ財団、およびマウント・キューバ天文学財団によって提供されました。

WM KECK 天文台について
WM ケック天文台の望遠鏡は、地球上で最も科学的に生産性の高い望遠鏡の 1 つです。ハワイ島のマウナケア山頂にある 2 つの 10 メートル光学/赤外線望遠鏡には、イメージャー、多物体分光器、高解像度分光器、積分フィールド分光計、世界をリードするレーザーガイド星補償光学システムなどの一連の高度な機器が備えられています。 。ここで紹介されているデータの一部は、カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学、米国航空宇宙局の科学的パートナーシップとして運営されている民間の 501(c) 3 非営利組織であるケック天文台で取得されたものです。この天文台は、WM ケック財団の寛大な資金援助によって実現しました。著者らは、マウナケア山頂がハワイ先住民コミュニティ内で常に持ち続けてきた非常に重要な文化的役割と敬意を認識し、認識したいと考えています。私たちはこの山から観測を行う機会に恵まれたことを大変幸運に思います。