100億年前の銀河の星形成率は今の20倍もあった?

100億年前の銀河で新しい星々が活発に形成されているようすが、
すばる望遠鏡によりとらえられました。

そして、星形成率や重元素の量の測定から、
初期宇宙の銀河の変遷の一部が明らかになってきたんですねー

個々の銀河スペクトルを横方向に並べたイメージ。
青丸は原子の存在を示す輝線の部分。

すばる望遠鏡と、その搭載装置“ファイバー多天体分光器”を用いて、
100億年前の銀河で新しい星々が活発に形成されているようすがとらえられました。

“ファイバー多天体分光器”は、
400本ものファイバーをそれぞれ1つの天体に正確に向けることで、
同時に400個の天体の光を分析することができる装置です。

銀河からの光を波長ごとに分けて調べると、銀河までの距離やチリの量などが分かり、
そして、そこから銀河内で1年間に新しく作られる星の総質量“星形成率”を、
求めることができるんですねー

今回の研究発表は、
この“ファイバー多天体分光器・COSMOSサーベイプロジェクト”の初期成果になります。

観測の結果、100億年前の宇宙において銀河が重いほど、その中での星形成率は高く、
また、当時の銀河では現在の20倍以上もの効率で、星が生み出されていたことが分かりました。

これまでの天の川銀河の近傍、つまり現代に近い時代の宇宙でしか確かめられていなかったことが、
100億年前までさかのぼっても、なお当てはまることが示されたことになるんですねー

さらに、これらの銀河の星間ガスには、水素とヘリウム以外の重い元素“重元素”が、
ほんの少ししか含まれていないことも分かりました。

なので、このころの銀河は水素やヘリウムのような原初のガスを大量に蓄え、
それが恒星の核融合反応で重元素に合成されて銀河が成長する、
という初期宇宙の銀河の姿に一致する結果となりました。

銀河の星形成率の分布図。時代をさかのぼるほど、 また銀河の質量が重いほど大きくなることが示されている。

一方で、観測された中でもかなり重い銀河は、大量のダストと重元素を蓄えていました。

この結果から、こうした重い銀河はすでに十分に成長していて、
完全に成熟し星形成を終えてしまった現代の銀河に似ていることが示されました。

“ファイバー多天体分光器・COSMOSサーベイプロジェクト”は、
他の望遠鏡での観測と共同で1000個を超える銀河を観測して、
宇宙の大規模構造の地図を作ることを目標としています。

今の宇宙に見られる、
成熟した重い銀河団のような銀河の集まりが宇宙の初期にもあったのか？
その答えを見つけることが期待されています。