宇宙の最初の100万年の間、何の構造も形成されませんでしたが、暗黒時代と呼ばれる時代の終わりに、最初の星が現れました。これらの一番星は、集団 III と呼ばれる集団に由来すると考えられています。この集団の星の特徴は、水素とヘリウムだけでできていることです。
これらの星の構成により、それらはより熱く、より大きく、数百万年しか生きられませんでした。現在までに、人口 III の星は観測されておらず、世界中の天文学者によってこれらの星を見つける努力が続けられています。その一例は、最初の星を観測するという使命を持って打ち上げられたジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡です。
天文学者のグループは、ジェームズ・ウェッブのデータを使用して、これまでに記録された最も遠い超新星を見つけました。超新星は、宇宙が誕生して約20億歳のときに起こりました。このタイプの観測された超新星に対する関心は、当時の宇宙の膨張率に関する情報を提供できることです。
超新星
宇宙には主に 2 つのタイプの超新星があり、タイプ I とタイプ II と呼ばれます。どちらのタイプも、星の一生の最終段階に関わる星のプロセスに関連しています。タイプ I は、構成要素の 1 つが白色矮星である連星系に関連付けられています。タイプ II は、大質量星がその寿命に達し、崩壊が起こるときに発生します。
これらの出来事はさまざまな理由で重要ですが、その 1 つは金などのより重い元素の分配と創造です。超新星が発生すると、空間を伝播する物質の衝撃により化学元素が拡散します。地球上で発見され、鉄などの生命に不可欠な元素のいくつかは、超新星によって形成され、拡散します。
宇宙の膨張を測る
超新星が天文学的に興味深いもう 1 つの理由は、Ia 型超新星が宇宙の膨張率を測定する方法であることです。それらは膨張を測定する一種のマーカーとして機能するため、宇宙キャンドルと呼ばれます。これは、Ia 型超新星が放出する電磁放射が均一で、あまり変化しないために起こります。
Ia 型超新星が異なっても電磁放射は一定であることがわかっているので、空の見かけの明るさを測定することで、それがどれくらい離れているかを計算することができます。遠方の超新星の膨張率を計算したとき、天文学者はそれらが予想よりも暗く見えることに気づきました。これは宇宙の加速膨張の予測と一致しており、この膨張の速度を推定することが可能でした。
最初の光
宇宙を理解し、膨張率などを見積もるには、過去を見る必要があります。光の速度には限界があるため、宇宙を遠くに見れば見るほど、さらに遠くまで見ていくことになります。これは、銀河や星などの宇宙の構造がどのように形成され、進化したのかを研究するのに役立ちます。
最初の銀河や星がどのようにして誕生したのかを理解するには、若い宇宙を観察する必要があります。その考えは、最初の構造は、宇宙が誕生して約3億年か4億年だった暗黒時代と呼ばれる時代の終わりに形成されたというものです。今回観測するには赤外線望遠鏡を使う必要がある。
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡
宇宙の遠い時期に発せられた光が私たちに届くとき、光は引き伸ばされてより遠くまで飛ばされます。この効果は、赤方偏移または赤方偏移として知られています。したがって、宇宙が若いときや最初の構造が形成されていたときの観測を得るには、赤外線に敏感な望遠鏡が必要です。
そのような望遠鏡の 1 つが、2021 年 12 月に打ち上げられたジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡です。この望遠鏡は、最初の銀河の形成を観察し、未解決の疑問に対する答えを提供することを目的として建設されました。さらに、この望遠鏡は、宇宙で最初の星となるタイプ III の星を探すのにも役立ちます。
発見
アメリカの天文学者のグループは、ジェームズ・ウェッブからのデータを使用して、遠方にある Ia 型超新星の証拠を発見しました。これらの超新星のうちの 1 つは、これまでに記録された最も遠い超新星としての記録を破りました。それは、宇宙が誕生して約20億年、最初に形成された星の残骸にすぎなかった頃に起こったであろう。
天文学者らによると、次のステップはこれらの観測結果を利用して存在する金属の量を推定することだという。金属の濃度は、どのような種類の星が超新星に関与したかを理解するために重要です。さらに、白色矮星が主系列上にあったときに集団 III に属し得るかどうかを解読しようとすることも重要です。
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