初期の宇宙塵はどこから来たのですか?新しい研究は超新星を言う

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JPLプレスリリースから:

赤外線のハーシェル宇宙天文台からの新しい観測により、爆発する星が160,000〜230,000地球の質量の新鮮なダストに相当する量を放出したことが明らかになりました。この膨大な量は、超新星と呼ばれる爆発する星が、私たちの初期の宇宙に塵を供給したものの長年にわたるパズルへの答えであることを示唆しています。

「この発見は、さまざまな波長の光を使って天文学の問題に取り組む力を示しています」と、現在の研究には参加していない、NASAのジェット推進研究所(カリフォルニア州パサデナ)にあるNASAハーシェルプロジェクトサイエンティストのポールゴールドスミスは述べました。 「ハーシェルのより長い波長の赤外光に対する目は、私たちに深遠な宇宙の謎に取り組むための新しいツールを与えました。」

宇宙塵は、炭素、酸素、鉄、その他水素やヘリウムより重い原子など、さまざまな元素でできています。それは惑星や人間が作られるものであり、星の形成に不可欠です。私たちの太陽のような星は、年をとるにつれてほこりの斑点を作り出し、新世代の星とその周回惑星を生み出します。

天文学者は何十年もの間、私たちの初期の宇宙でダストがどのように作られたのか疑問に思ってきました。当時、太陽のような星は、遠くの初期の銀河で観測された大量のダストを生成するのに十分なほど長くはありませんでした。一方、超新星は長生きしない巨大な星の爆発です。

新しいハーシェル観測は、超新星が実際には初期の宇宙の発塵機であることを証明する最良の証拠です。

「私たちのいる地球は、ほぼすべて星の内部で作成された物質でできています。」調査プロジェクトの主任研究員であるメリーランド州ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所のマーガレットメイクスナー氏は、次のように説明しています。超新星は、星、惑星、そして生命に必要なほこりに凝縮する要素で宇宙を豊かにします。」

ジャーナルScienceの7月8日号に掲載されるこの研究は、地球から肉眼で見られる最新の超新星の残骸に焦点を当てたものです。 SN 1987Aと呼ばれるこの残骸は、17万光年離れて発生した恒星の爆発の結果であり、1987年に地球上で見られました。星が爆発するにつれ、夜空に明るくなり、その後の数か月でゆっくりと消えていきました。天文学者はこの星の死のフェーズを時系列で見ることができるため、SN 1987Aは空で最も広く研究されている天体の1つです。

当初、天文学者はハーシェル望遠鏡がこの超新星残骸を見ることができるかどうか確信がありませんでした。ハーシェルは最も長い赤外線波長を検出します。つまり、ほこりなどの熱をほとんど放出しない非常に冷たい物体を見ることができます。しかし、偶然にもSN 1987Aは、オブジェクトのホスト銀河、つまり大マゼラン星雲と呼ばれる隣接する小さな銀河(姉妹銀河である小マゼラン星雲よりも大きいため、大と呼ばれています)のハーシェル調査中に画像化されました。

科学者達が画像を宇宙から取り出した後、SN 1987Aが光で輝いているのを見て驚いた。綿密な計算により、輝きは巨大な塵の雲から来ていることが明らかになりました。これは、以前の推定値よりも10,000倍多い物質で構成されています。ダストは華氏マイナス429度からマイナス416度(摂氏マイナス221度から213度)で、冥王星より低く、華氏マイナス400度(摂氏204度)です。

サイエンスペーパーの筆頭著者であるイギリスのロンドン大学ユニバーシティカレッジの松浦美香子氏は、次のように述べています。 「初期の宇宙で塵がどのように作られるかというパズルに加えて、これらの結果は、大マゼラン雲と私たちの天の川さえもどのようにしてほこりっぽくなったかについての謎への新しい手がかりを与えてくれます。」

以前の研究は、超新星がダストを生成することができるといういくつかの証拠を明らかにしました。たとえば、NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡は、ハーシェルよりも短い赤外線波長を検出し、カシオペアAと呼ばれる超新星残骸の周りに10,000地球相当の新鮮な塵を発見しました。ハーシェルは、さらに冷たい物質、ひいては最も冷たい塵の溜まりを見ることができます。 「SN 1987A付近で最大230,000地球相当のダストが発見されたことは、これらの巨大な爆風が確かに強力なダストメーカーであるという証拠です」と、メリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターの共著者であるイーライドウェックは述べています。

ハーシェルは、NASAからの重要な貢献により、欧州宇宙機関によって率いられています。

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