この記事は、現在ドイツのハイデルベルクにあるマックスプランク天文学研究所（MPIA）で1年間のフルブライト奨学金を通じて天の川の星の研究を行っているアンナホーによるゲスト投稿です。
天の川では、毎年平均7つの星が誕生しています。遠方の銀河GN20では、毎年平均1,850もの驚くべき新しい星が誕生しています。 「どうやって」あなたは私たちの銀河系の家に代わって憤慨して尋ねるかもしれません。「天の川が星を引き離すのにかかる時間にGN20は1,850の新しい星を管理しますか？」
これに答えるには、理想的にはGN20の恒星保育園と天の川の恒星保育園を詳細に調べ、前者が後者よりもはるかに生産的になっている理由を確認します。
しかし、GN20は遠く離れすぎて詳細な外観になりません。
この銀河は非常に遠く、その光が私たちの望遠鏡に到達するには120億年かかりました。参考までに、地球自体はわずか45億年前であり、宇宙自体は約140億年前と考えられています。光は移動するのに時間がかかるため、宇宙全体を見渡すことは、時間を遡って振り返ることを意味します。そのため、GN20は遠いだけでなく、非常に古い銀河でもあります。そして、最近まで、これらの遠い古代の銀河に対する天文学者のビジョンはぼやけていました。
低速のインターネット接続でビデオを読み込もうとした場合、または低解像度の画像をダウンロードして引き伸ばした場合にどうなるかを検討してください。画像はピクセル化されています。かつて人の顔だったものが数個の正方形になります。髪には茶色の正方形がいくつか、顔にはピンク色の正方形がいくつかあります。低解像度の画像では、目、鼻、顔の表情などの詳細を見ることができません。
顔には多くのディテールがあり、銀河にはさまざまな恒星の苗床があります。しかし、解像度が低く、GN20のような古代の銀河が私たちの望遠鏡から広大な宇宙距離だけ離れているという事実の結果として、天文学者はこの豊富な情報のすべてを1つの点にぼかすことを余儀なくされました。
ここの天の川では、状況はまったく異なります。天文学者は、星の保育園を深く見つめ、星の誕生を驚くほど詳細に目撃することができました。 2006年、ハッブル宇宙望遠鏡は、天の川の最も有名な恒星保育園の1つであるオリオン星雲の中心で、これまでにないほど詳細な恒星誕生のアクションショットを撮りました。
この画像には3,000以上の星があります。輝くドットは、繭から最近出現した新生星です。恒星の繭はガスでできています。これらの何千ものガスの繭は、ガスとダストが豊富な巨大な宇宙の保育園に抱かれています。泡のように見えるものに囲まれたハッブル画像の中央領域は非常に鮮明で明るいです。これは、内部の巨大な星が、彼らが作り出した塵やガスを吹き飛ばしたためです。雄大な恒星の保育園は天の川中に点在しており、天文学者は星がどのように作られるかを理解するためにそれらを覆い隠すことに非常に成功しています。
ここで自宅と比較的近くの銀河の両方で苗床を観察することで、天文学者は一般的に恒星の誕生を理解するのに大きな飛躍を遂げることができました。特に、ある苗床または1つの星形成領域が、他の星よりも星の構築に「優れている」理由は何ですか。答えは、特定の地域にどれだけのガスがあるかであるようです。より多くのガス、より速い星の誕生率。ガスの密度と恒星の誕生率の関係は、ケニカット・シュミットの法則と呼ばれています。 1959年、オランダの天文学者マーティンシュミットは、ガス密度の増加が星の誕生にどのように影響するかという問題を提起し、40年後、科学的対話が数十年に及ぶ可能性があることを示す図で、彼のアメリカ人の同僚であるロバートケニカットは97の銀河のデータを使用して彼に答えました。
ケニカット・シュミットの法則を理解することは、星がどのように形成され、銀河がどのように進化するかさえ決定するために重要です。基本的な質問の1つは、すべての銀河を管理する1つのルールがあるのか、それとも銀河系の近隣を1つのルールが管理しているのか、しかし遠方の銀河は異なるルールであるかどうかです。特に、「スターバースト銀河」として知られている遠方の銀河のファミリーには、特に生産的な子育てが含まれているようです。これらの遠くにある非常に効率的な恒星の工場を解体することは、宇宙の始まり近くに戻って、以前のように銀河を調査することを意味するでしょう。
GN20と入力します。 GN20は、これらのスターバースト銀河の中で最も明るく、最も生産的な銀河の1つです。以前は天文学者の画像のピクセル化されたドットであったGN20は、技術的能力の変革の例となっています。
2014年12月、米国国立電波天文台のジャクリーンホッジ博士が率いる、ドイツ、イギリス、フランス、オーストリアの天文学者で構成される国際的な天文学者チームが、前例のない詳細な画像を作成することができました。 GN20の恒星の苗床。彼らの結果は今年初めに発表されました。
重要なのは干渉法と呼ばれる手法です。1つのオブジェクトを多数の望遠鏡で観察し、すべての望遠鏡からの情報を組み合わせて1つの詳細な画像を作成します。ホッジ博士のチームは、世界で最も洗練された干渉計のいくつかを使用しました。ニューメキシコの砂漠にあるカールG.ジャンスキー超大型アレイ（VLA）と、海抜2550メートル（8370フィート）にあるブレ高原干渉計（PdBI）です。フレンチアルプスのレベル。
これらの干渉計とハッブル宇宙望遠鏡からのデータを使用して、1ドットであったものを次の合成画像に変えました。
これは偽色の画像で、各色は銀河の異なる成分を表しています。青色はハッブル宇宙望遠鏡が捉えた紫外光です。緑は、VLAによって画像化された冷たい分子ガスです。そして赤は暖かいダストであり、それが覆っている星の形成によって加熱され、PdBIによって検出されます。
1つのピクセルを多くのピクセルに分割すると、チームはGN20のようなスターバースト銀河のナーサリーが、天の川のような「通常の」銀河のナーサリーとは根本的に異なると判断できました。同じ量のガスが与えられた場合、GN20は天の川よりも桁違いに多くの星を作り出すことができます。それは単により多くの原料を持っているのではなく、それから星を作るのにより効率的です。
この種の研究は現在、GN20の極端なケースに特有のものです。ただし、Atacama Large Millimeter / submillimeter Array（ALMA）などの新世代の干渉計ではより一般的になります。
チリのアンデス山脈の高さ5000メートル（16000フィート）に位置するアルマ望遠鏡は、天文学者の星の誕生に対する理解を一変させる態勢を整えています。最先端の望遠鏡により、天文学者は遠い銀河（初期の宇宙の古代の銀河）を使って、かつては地元の近所でしか不可能と考えられていた詳細な科学を行うことができます。天文学者は自分の理論を私たちの近所を超えて、宇宙全体に、そして過去にさかのぼってテストできるため、これは普遍的な物理法則の科学的探求において重要です。
