ALMAとVLTは、ビッグバン後わずか2億5千万年で形成するスターの証拠を見つける

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ALMAとVLTは、ビッグバン後わずか2億5千万年で形成するスターの証拠を見つける
2018年5月16日
天文学者は、非常に遠い銀河MACS1149-JD1の星形成が予期せず早期に開始したことを決定するために、アタカマ大型ミリメートル/サブミリ波アレイ（ALMA）とESOの超大型望遠鏡（VLT）の観測を使用しました。バング。この発見はまた、宇宙で今までに発見された最も遠い酸素とALMAまたはVLTによって観察された最も遠い銀河を表す。その結果は2018年5月17日のNature誌に掲載されます。
国際的な天文学者のチームは、ALMAを使って遠方の銀河MACS1149-JD1を観察しました。彼らは、銀河のイオン化された酸素によって放出された非常に淡い輝きを検出しました。この赤外光が宇宙を行き来するにつれて、宇宙の膨張はそれを地球に到達するまでに10倍以上長波長に伸ばし、ALMAによって検出された。チームは、信号が133億年前（またはビッグバン後5億年）に放出されたことを推測し、これまでどんな望遠鏡でも最も遠い酸素を検出しました[1]。酸素の存在は、この銀河ではさらに早い世代の星があったにちがいないという明確な兆候です。
「このALMAデータの中の遠い酸素の信号を見ることには非常に興奮しました」と、この新しい論文の主著者であり、大阪産業大学と国立天文台の研究員である橋本拓也は語っています。"この検出は、観測可能な宇宙のフロンティアを押し戻します。"
ALMAによって収集された酸素からの輝きに加えて、ESOの超大型望遠鏡（Very Large Telescope：VLT）によって水素放出の弱い信号が検出された。この観測から決定された銀河までの距離は、酸素観測からの距離と一致しています。これにより、MACS1149-JD1は、正確な距離測定と、これまでにALMAまたはVLTで観測された最も遠方の銀河で最も遠方の銀河になりました。
「この銀河は、宇宙がわずか5億年前に見られたが、すでに成熟した星の個体数を有している」と、英国のUniversity College London（UCL）の研究者であるNicolas Laporteは説明する。新しい用紙。「この銀河を使って、宇宙歴史の完全で未知の時期をより早期に探ることができます。
ビッグバンの後のある期間、宇宙に酸素がなかった。それは最初の星の融合過程によって作られ、その後これらの星が死んだときに放出された。MACS1149-JD1の酸素の検出は、これらの初期世代の星が既に形成され、宇宙の始まりからわずか5億年後に酸素を追放されたことを示しています。
しかし、この初期の星形成はいつ起きましたか？発見するために、チームはNASA / ESAハッブル宇宙望遠鏡とNASAスピッツァー宇宙望遠鏡で撮影した赤外線データを使ってMACS1149-JD1の初期の歴史を再構築しました。彼らは銀河の観測された明るさが星形成の開始が宇宙が始まって2億5,000万年に相当するモデルによってよく説明されることを発見した[2]。
MACS1149-JD1に見られる星の成熟は、最初の銀河がいつ完全な暗黒から出現したかという疑問を生じさせる。時代の天文学者はロマンティックに「宇宙の夜明け」と呼ばれる。MACS1149-JD1の年齢を確立することによって、銀河は現在我々が直接検出できるものより早く存在していることを効果的に実証している。
この論文の共同著者であるUCLの上級天文学者、Richard Ellisは次のように結論づけています。「宇宙の夜明けがいつ起こるかの決定は、宇宙論と銀河形成の聖杯に似ています。MACS1149-JD1のこれらの新しい観測により、私たちは星空の誕生を直接目撃するように近づいています！私たちはすべて加工された恒星の素材で作られているので、これは本当に私たちの起源です。

ノート
[1] ALMAは、最も遠い酸素を数回検出する記録を設定しています。大阪産業大学の井上明夫らは、2016年にALMを用いて131億年前に放出された酸素の信号を発見した。数ヶ月後、ロンドン大学のNicolas Laporteは、132億年前に酸素を検出するためにALMAを使用しました。さて、2チームは彼らの努力を組み合わせ、この新しい記録を達成しました。これは9.1の赤方偏移に相当します。
[2]これは約15の赤方偏移に相当する。

詳しくは
これらの結果は、2018年5月17日にネイチャージャーナルに掲載される、T.Hashimotoらによる「ビッグバン後の星形成2億5,000万年後の発達」というタイトルの論文に掲載されている。
研究チームのメンバーは、橋本拓也（大阪産業大学/国立天文台）、ニコラスラポルテ（英国ロンドン大学）、川端賢（大阪産業大学、日本）、リチャードエリス（大学）ロンドン、英国）、Akio。井上（大阪産業大学）、Erik Zackrisson（ウプサラ大学、スウェーデン）、Guido Roberts-Borsani（英国ロンドン大学）、Wei Zheng（ジョンズ・ホプキンス大学、米国メリーランド州ボルチモア）、田村洋一（名古屋大学）、フランツ・E・バウアー（チリ・サンティアゴポルトフィシジア大学カトリック教授）、トーマス・フレッチャー（英国ロンドン大学）、羽根裕一（東京大学）、羽越文彦東京都、日本）、早津夏樹（東京大学、日本; 札幌、日本）、松本浩（日本天文台/日本札幌、日本）、岡本隆（北海道大学、札幌、日本）、松田裕（宇宙開発事業団）大内正美（東京大学）、ローゼル・ペロー（フランス・トゥールーズ大学）、クラース・エリック・リードバーグ（ドイツハイデルベルク大学）、清水一子（大阪大学）、谷口義昭（オープン・ジャパン、千葉、日本）、梅畑秀樹（東京大学、日本）、吉田直樹（東京大学）。
ESOは、ヨーロッパの最先端の政府間天文組織であり、世界で最も生産性の高い地上の天文台です。オーストリア、ベルギー、チェコ、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、イギリスの15の加盟国と、戦略的パートナーとしてのオーストラリア。ESOは、天文学者が重要な科学的発見をすることを可能にする強力な地上観測施設の設計、建設、運用に焦点を当てた野心的なプログラムを実施しています。ESOは、天文学的研究における協力の促進と組織化においても主導的役割を果たしている。ESOは、La Silla、Paranal、Chajnantorの3つのユニークな世界レベルの観測サイトを運営しています。パラナールでは、ESOは、超大型望遠鏡と世界をリードする超大型望遠鏡干渉計、さらに2台の測量望遠鏡、VISTA（赤外線）と可視光VLT測量望遠鏡を運用しています。ESOはチャージナント、APEX、ALMAの2つの施設における主要なパートナーでもあり、最大の天文プロジェクトです。ESOは、パラナールに近いセラー・アームマーゾンで、世界で最も大きな空を見る目になる39メートルの超大型望遠鏡ELTを建設しています。

リンク
ネイチャーにおける研究論文
VLTの写真
アルマの写真