JWST が撮影した画像の調査により、ビッグバンから約 9422 億年後の初期宇宙に銀河が発見されました。その光の特徴は、星雲ガスが恒星よりも明るく輝いていることに起因しています。現在 GS-NDG-14 と名付けられたこの銀河は、化学的に複雑で、種族 III の恒星は存在しません。同様に、ビッグバンから約 0 億 290 万年後の初期宇宙で形成された最遠方の銀河 JADES-GS-zXNUMX-XNUMX には金属が含まれていることがわかりました。現在の理解によれば、初期宇宙の第一世代の恒星は、金属量がゼロの種族 III の恒星であるはずです。天文学では、ヘリウムより重い元素はすべて金属とみなされます。酸素、窒素などの化学的非金属は、宇宙論の文脈では金属です。恒星は、超新星爆発の後の世代ごとに金属が豊富になります。
研究者らは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）のNIRSpec（近赤外線分光器）で撮影した画像を使用して、ビッグバンから約5.943億年後に相当する赤方偏移Z=9422にある初期宇宙のユニークな銀河を特定しました。現在GS-NDG-XNUMXと名付けられたこの銀河は、宇宙の最初の星と確立された銀河の間の銀河進化のミッシングリンク段階である可能性があります。
銀河 GS-NDG-9422 のかすかな点の画像には、独特の光の特徴があります。画像に映っている光源は銀河の高温ガスです。光は銀河の恒星から来たものではありません。
温度が約 40,000 ～ 50,000 °C である私たちの局所宇宙の巨大な星とは異なり、GS-NDG-9422 銀河の星は非常に高温です。おそらく、この銀河は、約 12.8 億年前に光がこの銀河を離れ、現在 JWST に到達したときに、大量の巨大な高温の星を生み出す高密度ガス星雲内で星形成段階にあったと考えられます。この観測結果は、高温の星の光子による星雲ガスの絶え間ない衝撃により星雲ガスが 80,000 °C 以上に加熱され、近赤外線で恒星よりも明るく輝くようになったというコンピューター モデルと一致しています。
星雲の光（星の光ではなく）が支配的な銀河は、初期宇宙の第一世代の星の環境と一致しています。このような銀河の星は、金属量がゼロの Pop. III 星です。しかし、驚くべきことに、銀河 GS-NDG-9422 には Population III 星がありません。JWST データは、GS-NDG-9422 が化学的に複雑であることを示しています。
最も遠い銀河 JADES-GS-z14-0 は、ビッグバンから約 290 億 14 万年後の初期宇宙で形成されたため、さらに不可解なケースとなっています。この銀河の星は、金属量がゼロの Pop. III 星であるはずですが、JADES-GS-z0-XNUMX 銀河の赤外線特性を調査すると、酸素が存在することが明らかになりました。これは、金属が豊富であることを意味し、星の世代がすでにライフサイクルを終えていることを示しています。
宇宙で最初に誕生した星は、金属含有量がゼロか、極めて低い星です。これらは Pop III 星 (または Population III 星) と呼ばれます。金属含有量の低い星は Pop II 星です。若い星は金属含有量が高く、「Pop I 星」または太陽金属星と呼ばれます。比較的高い 1.4% の金属含有量を持つ太陽は、最近の星です。天文学では、ヘリウムより重い元素はすべて金属とみなされます。酸素、窒素などの化学的非金属は、宇宙論の文脈では金属です。星は、超新星爆発の後に世代ごとに金属が豊富になります。星の金属含有量が増加すると、年齢が若いことを示します。
***
参照：
- キャメロン AJ、 ら 2024. 星雲優位銀河: 高赤方偏移における恒星の初期質量関数に関する知見。発行日: 21年2024月534日。王立天文学会月報、第1巻、第2024号、523年543月、XNUMX～XNUMXページ、DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae1547
- NASAニュース – 奇妙な銀河で、NASAのウェッブが最初の星への潜在的なミッシングリンクを発見。 https://science.nasa.gov/missions/webb/in-odd-galaxy-nasas-webb-finds-potential-missing-link-to-first-stars/
- Prasad U., 2024. 初期宇宙: 最も遠い銀河「JADES-GS-z14-0」が銀河形成モデルに挑む。Scientific European。12年2024月XNUMX日発行。こちらから入手可能。 https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/early-universe-the-most-distant-galaxy-jades-gs-z14-0-challenges-galaxy-formation-models/
***
