初期の宇宙で超発光超新星とそのカオス環境をホストしている銀河の高解像度シミュレーション。クレジット：Adrian MalecおよびMarie Martig（スウィンバーン大学）
初期の星のいくつかは巨大で短命であり、巨大な爆発で彼らの人生を終わらせる運命にありました。天文学者は、「超発光」超新星と呼ばれるこれらの爆発する星のうち、最も早く、最も遠い星のいくつかを検出しました—恒星の爆発は、他の超新星タイプよりも10〜100倍明るいです。デュオは、まだ検出されていない最も遠い超新星の記録を樹立し、ごく初期の宇宙についての手がかりを提供します。
「これらの超新星の光には、最初の星のいくつかがビッグバンによって形成された水素とヘリウムからまだ凝縮しているときに、宇宙の幼年期に関する詳細な情報が含まれています」と、宇宙物理学者のジェフリークック博士は述べた。オーストラリアのスウィンバーン工科大学、そのチームが発見した。
チームは、両方ともハワイにあるカナダ-フランス-ハワイ望遠鏡とケック1望遠鏡のデータを組み合わせて使用しました。
「私たちが見つけた超新星の種類は非常にまれです」とCookeは言いました。 「実際、私たちの仕事の前に発見されたのは1つだけです。この特定のタイプの超新星は、非常に巨大な星（太陽の質量の約100〜250倍）の死から生じ、他の超新星と比較して完全に異なる方法で爆発します。これらの出来事を発見して研究することにより、それらとそれらが死んだときに宇宙に放出する化学物質をよりよく理解するための観察例が得られます。
超発光超新星はほんの数年前に発見され、近くの宇宙では珍しいです。それらの起源はよく理解されていませんが、それらの小さなサブセットは、太陽の150〜250倍の非常に重い星が、光子の電子-陽電子ペアへの変換によって引き起こされる核爆発を受けたときに発生すると考えられています。このプロセスは、他のすべてのタイプの超新星と比較して完全に異なります。そのような出来事は、宇宙の初期には大きな星がより一般的であったときに、より頻繁に発生したと予想されます。
これとこれらの出来事の極端な明るさは、クックと同僚が、宇宙が現在の年齢の4分の1未満であったときに、2より大きい赤方偏移zで超発光超新星を探すことを奨励しました。
「Keck IでLRIS（低解像度イメージング分光計）を使用して、深部分光法によりホストの赤方偏移を確認し、超新星からの遅い時間の発光を検索しました」とCooke氏は述べています。 「最初の検出は、CFHT Legacy Survey Deepフィールドで見つかりました。超新星からの光は、4〜6年前に地球に到達しました。それらの距離を確認するには、それらの極端な距離のために非常にかすかなそれらのホスト銀河のスペクトルを取得する必要があります。 Keckの大口径とLRISの高感度により、これが可能になりました。さらに、一部の超新星は、爆発した後も数年間持続する十分に明るい放出機能を備えています。ディープケック分光法は、確認と調査のさらなる手段としてこれらの線を検出することができます。」
Cookeと同僚は、zが2以上で大量の宇宙を探索し、2.05と3.90の赤方偏移で2つの超明るい超新星を発見しました—以前の2.36の超新星赤方偏移の記録を破り、生産を示唆しています。これらの赤方偏移での超光速超新星の割合は、近くの宇宙よりも少なくとも10倍高い。これらの2つの天体のスペクトルは、それらの前駆細胞が第1世代の星の中にある可能性を低くしますが、現在の結果は、これらの星の検出が私たちの把握から遠くないかもしれないことを示唆しています。
クック氏は、最初の星を検出することで、宇宙の最初の星をより深く理解できると語った。
「ビッグバンの直後、宇宙には水素とヘリウムしかなかった」と彼は言った。 「炭素、酸素、鉄、シリコンなど、現在私たちの周りに見られる他のすべての元素は、星の中心部で、または超新星爆発中に製造されました。ビッグバンの後に形成された最初の星は、今日私たちの周りに見える銀河、星、惑星の多様なセットを最終的に生み出した宇宙を豊かにする長いプロセスの枠組みを築きました。私たちの発見は、最初の星が見えると予想される時間と重なる、宇宙の早い時期を調査します。」
出典：ケック天文台、ネイチャー
