画像クレジット：ESO
欧州南天天文台の天文学者によると、宇宙は現在全体的にベージュ色ですが、以前は青みがかっていました。天文学者たちは、トスカーナの南の星座の空の領域を深く見たハッブルディープスカイ調査に含まれる300の銀河までの距離と色を計算しました。
天文学者の国際チーム[1]は、非常に若い頃の宇宙の色を決定しました。宇宙は今やベージュのようなものですが、わずか25億年前の昔、はるかに青みがかっていました。
これは、小さな南の空の領域、いわゆるハッブルディープフィールドサウスで見られる300を超える銀河の広範囲にわたる徹底的な分析の結果です。この高度な研究の主な目的は、宇宙の恒星の内容がどのように組み立てられ、時間とともに変化するかを理解することでした。
ライデン天文台（オランダ）のチームメンバーであるオランダの天文学者Marijn Franxは次のように説明しています。「初期の宇宙の青い色は、銀河の若い星からの主に青い光が原因です。スペースマガジンの赤い色は、古い赤い星の数が比較的多いために発生しています。」
Max-Planck Institut f？r Astrophysics（Garching、ドイツ）のチームリーダーであるGregory Rudnickは次のように付け加えます。「過去の宇宙の総光量は今日とほぼ同じで、若い青い星がはるかに多く放出するため古い赤い星よりも明るいので、若い宇宙では現在よりもはるかに少ない星があったに違いありません。私たちの新しい発見は、宇宙の大部分の星が比較的遅く形成されたことを意味します。太陽が生まれる前ではなく、宇宙がおよそ70億年前の瞬間に形成されました。」
これらの新しい結果は、ESOの超大型望遠鏡（VLT）でISAACマルチモード機器を使用して100時間を超える観測期間中に収集された、主要な研究プロジェクトであるかすかな赤外線銀河外調査（FIRES）の一環として収集された固有のデータに基づいています。銀河までの距離は、さまざまな光学的近赤外波長帯域での明るさから推定されました。
初期の宇宙を観察する
現在、太陽は約45億年前に形成されたことがよく知られています。しかし、他のほとんどの星が私たちの家の銀河の形になったのはいつですか？そして、他の銀河の星はどうですか？これらは、現在の天文学における重要な質問の一部ですが、世界最大の望遠鏡での観測によってのみ答えることができます。
これらの問題に対処する1つの方法は、時間を振り返って、非常に若い宇宙を直接観察することです。このため、天文学者は、非常に遠方の銀河によって放出された光が私たちに到達する前に長い時間移動するという事実を利用しています。したがって、天文学者はそのような遠方の物体を見ると、ずっと前に現れたようにそれらを見ることができます。
しかし、これらの遠方の銀河は非常に暗いため、これらの観測は技術的に困難です。もう1つの問題は、宇宙の膨張により、これらの銀河からの光がより長い波長にシフトし[2]、光学波長範囲から外れて赤外線領域に入るということです。
したがって、これらの初期の銀河をいくらか詳細に研究するために、天文学者は最大の地上望遠鏡を使用して、非常に長い露出中にかすかな光を収集する必要があります。さらに、赤外線に敏感な検出器を使用する必要があります。
巨大な目としての望遠鏡
「ハッブルディープフィールドサウス（HDF-S）」は、南半球のトゥカナエ（「オオハシ」）の空のごく一部です。ハッブル宇宙望遠鏡（HST）やその他の強力な望遠鏡での非常に詳細な研究のために選択されました。 HSTによって取得されたこのフィールドの光学画像は、合計140時間の露光時間を表しています。多くの地上望遠鏡もこの空の領域にある物体、特にチリのESO望遠鏡の画像とスペクトルを取得しています。
徹底的な研究のコンテキストで、HDF-Sの方向に2.5 x 2.5 arcmin2の空の領域が観察されました（かすかな赤外線銀河外調査; FIRES、ESO PR 23/02を参照）。 HSTのWFPC2カメラがカバーするフィールドよりも少し大きいですが、満月の範囲よりも100倍小さいです。
このフィールドがESOパラナル天文台から見え、大気条件が最適であるときはいつでも、ESOの天文学者は8.2 mのVLT ANTU望遠鏡をこの方向に向け、ISAACマルチモード装置で近赤外線画像を撮影しました。全体として、フィールドは100時間以上観察され、結果の画像（ESO PR 23/02を参照）は、近赤外線のJバンドとHバンドで最も深い地上ベースのビューです。 Ksバンド画像は、地上からでも宇宙からでも、このスペクトルバンドの空フィールドの中でこれまでに取得された最も深いものです。
これらのユニークなデータは卓越した見方を提供し、現在、若い宇宙の銀河集団の前例のない研究を可能にしました。実際、Paralnalの例外的な表示条件のため、VLTで取得したデータは優れた画像鮮明度（0.48 arcsecの「表示」）を持ち、品質をほとんど失うことなくHST光学データと組み合わせることができます。
より青い色
天文学者はこれらの画像から約300の銀河を明確に検出することができました。それらのそれぞれについて、彼らは赤方偏移を決定することによって距離を測定しました[2]。これは、すべての個々のスペクトルバンドにおける各オブジェクトの明るさを、近隣の銀河のセットの明るさと比較することに基づく、新しく改善された方法によって行われました。
このようにして、銀河は、赤方偏移がz = 3.2と高く、約11億5000万光年の距離に対応するフィールドで見つかりました。言い換えると、天文学者たちは、宇宙が約22億年前にあったときのように、これらの非常に遠い銀河の光を見ていました。
次に、天文学者たちは、赤方偏移の影響が「取り除かれる」ような方法で、各銀河によって放出される光の量を決定しました。つまり、銀河の近くにいる観測者が記録したであろう、さまざまな波長（色）の光の量を測定しました。もちろん、これはほこりで大きく遮られていない星からの光だけを指します。
特定の宇宙時代のすべての銀河によって異なる波長で放射された光を合計すると、天文学者はその時代の宇宙の平均色（「宇宙色」）を決定することもできます。さらに、宇宙が古くなるにつれて、彼らはその色がどのように変化したかを測定することができました。
彼らは、宇宙の色が時間とともに赤くなると結論します。特に、以前はずっと青かった。現在、およそ14,000万年の年齢で、宇宙は一種のベージュ色をしています。
星はいつ形成されましたか？
時間の経過に伴う宇宙の色の変化は、それ自体興味深いかもしれませんが、宇宙でどのように急速に星が集まったかを判断するための重要なツールでもあります。
実際、個々の銀河の星形成には複雑な履歴があり、真の「スターバースト」に加速することもありますが、新しい観測は、現在多くの銀河に基づいており、宇宙における星形成の「平均的な歴史」ははるかに簡単です。これは、宇宙が古くなるにつれ、観測された滑らかな宇宙の色の変化から明らかです。
宇宙の色を使用して、天文学者は宇宙で比較的不明瞭でない星の平均年齢が時間とともにどのように変化したかを決定することもできました。宇宙は現在よりもはるかに青かったので、彼らは宇宙が以前ほど多くの青（高質量、短命）の星を生成していないと同時に、赤（低質量）を生成していないと結論付けました。以前の世代の星形成からの、長命の）星はまだ存在しています。青色の重い星は、赤色の低質量の星よりも早く死ぬため、星のグループの年齢が上がるにつれて、青の短命の星は死に、グループの平均色は赤くなります。宇宙全体もそうでした。
この振る舞いは、過去よりも生まれる赤ちゃんが少なく、人々がこれまでよりも長く生きる現代の西欧諸国の高齢化傾向とある程度類似しており、全体の平均年齢が上昇しています。
天文学者たちは、宇宙が約3億年前にすでに形成されていた星の数を決定しました。若い星（青い色）は、古い（赤い）星よりも多くの光を放出します。しかし、現在のように若い宇宙にはほとんど同じくらい多くの光があったので（銀河は今より赤くなっていますが）、これは、初期の宇宙の星が今日よりも少ないことを意味します。現在の研究は、その初期には現在よりも10倍少ない星があったことを示しています。
最後に、天文学者たちは、観測された銀河の星のおよそ半分が、宇宙が今日の約半分（ビッグバンから70億年）であったとき（14,000百万年）の後で形成されたことを発見しました。
この結果は非常に小さな空のフィールドの研究から得られたものであり、したがって、全体として宇宙を完全に表すものではないかもしれませんが、現在の結果は他の空のフィールドにも当てはまることが示されています。
元のソース：ESOニュースリリース
