130億光年の彼方にある宇宙最古の酸素

17.06.2016

Photo: sciencemag.com

 

我々の知る宇宙には様々な元素と化合物が存在するが、最初は限られた元素の「混沌としたスープ」(水素とヘリウムのイオンと電子のプラズマ)しか存在していなかった。数千万年後に原始宇宙が作られてから他の元素が形成されたと考えられている。大阪産業大学グループが地球から一番遠くにある星雲に、宇宙最古とみられる酸素を発見した。

 

研究グループはチリのALMA望遠鏡を用いて、131億光年彼方にある星雲(SXDF-NB1006-2)の酸素が宇宙最古であることを見出した酸素より重い元素形成の様子がわかれば、原始宇宙の起源(恒星と星雲の形成機構)が明らかになると考えている。

 

 

サイエンス誌に発表された論文によれば恒星の形成過程の研究には原始宇宙における重元素の形成過程が鍵となる。138億光年前のビッグバン直後には軽元素(水素、ヘリウム、リチウム)しか存在していなかった。炭素、酸素などより重い元素が恒星で形成され、宇宙全体は様々な元素で満たされていく。

 

2012年に発見されたSXDF-NB1006-2と呼ばれる星雲には太陽の1/10の酸素が存在する。当時の宇宙が出来て間もなかったため酸素の量も少ないと考えている。ビッグバンの40万年後に宇宙が冷却されると水素イオンと電子が結びついて水素原子ができた。再び水素原子をイオン化し光を放つようになる恒星が誕生するのは数千万年後である。

 

 

Source: subarutelescope

 

恒星が炭素や酸素などより重い元素を作り出すことで生命が誕生した。SXDF-NB1006-2はプラズマからできた中性原子を再びイオン化して発光する原型と考えられている。宇宙の起源を解明するのにはこのような星雲を調べることが有効であるが、望遠鏡で調べられる限界に位置するためその観測は困難を極める。

 

 

 

SXDF-NB1006-2は原始宇宙の再イオン化を解明する最初のステップと考えられている。