人類の最も強力な2つの星天文台、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡とNASAのハッブルを使用している研究者らは、ターザン5がこれまで分類されていたような球状星団ではないことを決定的に示し、銀河がどのように私たちの形を好み、時間の経過とともに進化するかについて新たな洞察を提供した。ターザン 5 では、最近の 2 回の星形成の証拠も提供されています。ターザン 5 は、天の川銀河の密集した球状のバルジ内に位置していましたが、数十億年前に軽量の星系が広がり、混合してバルジを形成する一方で、その独立したアイデンティティを維持するのに十分な大きさでした。
「ハッブルのアーカイブ観測と相互参照されたウェッブの新しい近赤外線観測は、ターザン5の歴史をより明確に示してくれた」と研究を主導したイタリアのボローニャ大学の博士課程学生であるジョルジア・ゾロ氏は述べた。
これらの結果は、火曜日にパサデナで開催された第248回アメリカ天文学会総会の記者会見で発表され、『Astronomy & Astrophysics』に掲載された。
ウェッブによる新しい観測とハッブルによる複数の観測を組み合わせると、テルザン 5 号は最大 4 つの異なる恒星集団を含む独立した自己濃縮星系であることが実証されました。私たちの天の川銀河の中央の膨らみ内を周回しています。
画像: NASA、ESA、CSA、STScI、Giorgia Zulu (ボローニャ大学)、Francesco Ferraro (ボローニャ大学)。画像処理: Elisa Pagan (STScI)
1968 年に天文学者イソップ ターザンによって発見されたターザン 5 は、多くの点で球状星団に似ています。しかし、2009 年に、この星系には 2 つの異なる星の集団が含まれていることが発見されました。 2016年、ハッブルはそれらの年齢に関する最初の推定値を提供し、一方は約120億年前、つまり天の川自体が収束しつつあったころに形成され、もう一方は約50億年前、地球が形成される直前に形成されたことを示した。これは、典型的な球状星団よりも複雑な歴史を示しました。
ターザン 5 の研究は、銀河系の星が密集し、塵で大きく覆われている領域に位置しているため、複雑です。ここでウェブが活躍します。その赤外線ビューにより、研究チームは塵を通して覗いて、以前の研究よりも多くの星やより暗い星をカタログ化することができました。天文学者は星の色と明るさを測定することで、星をさまざまな年齢や化学的性質の集団に分類できます。
ウェッブ氏は、空の視野にあるすべての星、つまりターザン 5 内の星と無関係な前景の星の両方について、これらの重要な特性を測定することができました。ターザン 5 の星を孤立させるために、チームはハッブルの力と寿命に頼りました。 12年間の隔たりにより、研究チームは固有運動として知られる個々の星の非常に小さな動きを測定し、どの星がターザン5に属し、どの星が天の川のバルジの一部であるかを決定することができた。
研究者らは、ウェッブとハッブルのデータを組み合わせることで、さらに 2 つの恒星集団が存在するという強力な証拠を発見しました。1 つは 38 億年前に形成され、もう 1 つはわずか 25 億年前に形成されたものです。彼らはまた、これまでに知られていた恒星集団の年齢を前例のない精度で決定することにも成功し、それらが125億年から47億年前の間に形成されたことを発見した。
これまでに知られている 2 世代の星について、天文学者は、テルザン 5 が球状星団や巨大分子雲などの別の天体と相互作用し、新たなガスや塵が豊富になり、第 2 ラウンドの星形成につながった可能性を排除できませんでした。星の世代が 4 世代あるため、これらの説明は除外されます。
WM ケック天文台とヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡で行われたターザン 5 集団の恒星組成の測定でも、集団が大きく異なることが示されました。 「これらの集団の年齢とともに、この星団には超新星による重元素の漸進的な濃縮の化石記録が保存されている」と共著者でカリフォルニア大学ロサンゼルス校の研究天文学者 R. マイケル・リッチは述べた。
Terzan 5 は必要な原材料を保持できたため、複数世代の星を生み出しました。ターザン 5 では、より重い元素を生成し、その後の世代の星によって押し流された強力な超新星爆発の証拠があります。より軽いシステムでは、爆発の力自体が、残留ガスや塵を一掃するだけでなく、形成された元素を放出した可能性があります。ターザン 5 の祖先は、これらの星を放出し続けるのに十分な質量を持っていたため、数十億年にわたって新世代の星が形成されることが可能でした。
この結果は、テルザン 5 が 125 億年前に最初に形成された、より巨大な星系の残骸である可能性が高いことを示しています。テルザン 5 は、天の川の膨らみと完全に融合したり「溶け合ったり」することがなく、生き残ったという点で珍しい。 「何らかの理由で、この奇妙な星団はバルジとは別に形成され、バルジ自体が形成されたときに破壊されませんでした」とボローニャ大学の教授でウェッブ観測の主任研究員であるフランチェスコ・R・フェラーロ氏は述べた。 「ターザン5は、バルジの形成に寄与した古代のブロックに似ているため、現在私たちがバルジ化石の破片と呼んでいるものです。」
これまでのところ、ターザン 5 のような既知の宇宙天体は他に 1 つだけです。ライラー 1 は、球状星団から著名な化石の破片に再分類された 2 番目の天体です。複数世代の星も含まれています。他にもこのようなオブジェクトがあるかもしれません。フェラーロのチームは、バルジ内を周回する他の40個から50個の球状星団を調べて、それらの星の個体数が球状星団のように同じであるのか、それとも著名な化石の破片のように複数の世代を持っているのかを判断する予定である。
最終的に、この研究は、銀河の中心の膨らみが数億年かけてどのように形成されるかについて、私たちが知っていることを改善する可能性があります。 「観察と綿密なシミュレーションに基づいて、初期宇宙の銀河には巨大なガスの円盤があり、それらが塊に分かれて星を形成したと考えられます。これらの塊は銀河の中心に移動し、多くは合体して膨らみを形成しました」と共著者でボローニャ大学准教授のバーバラ・ランツォーニ氏は述べた。たとえば、ウェッブ氏は、ホタルスパークル銀河の塊など、宇宙が誕生してから数億年しか経っていないときに活発に形成されていた「でこぼこした」銀河の例をいくつか取り上げました。 「ターザン5は、宇宙の銀河にバルジがどのように形成されたかを説明するのに役立つかもしれない直接的な証拠を提供するかもしれない」とランゾーニ氏は語った。
ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、世界有数の宇宙科学天文台です。ウェッブは、太陽系の謎を解き明かし、他の星の周囲の遠い世界を超えて、私たちの宇宙とその中での私たちの位置の神秘的な構造と起源を探求します。 Webb は、NASA とそのパートナーである ESA (欧州宇宙機関) および CSA (カナダ宇宙機関) が主導する国際プログラムです。
ハッブル宇宙望遠鏡は 30 年以上運用されており、宇宙についての基本的な理解を形作る画期的な発見をし続けています。ハッブルはNASAとESA（欧州宇宙機関）の国際共同プロジェクトです。メリーランド州グリーンベルトにある NASA のゴダード宇宙飛行センターは、望遠鏡とミッションの運用を管理しています。デンバーに本拠を置くロッキード・マーティン・スペースもゴダードでのミッション運用をサポートしている。天文学研究大学協会が運営するボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所は、NASA のためにハッブル科学の運用を行っています。
ウェッブについて詳しくは、以下をご覧ください。
https://science.nasa.gov/webb
ハッブルについて詳しくは、以下をご覧ください。
https://science.nasa.gov/hubble
次のセクションには、利用可能なすべての解像度でこの記事の画像とビデオをダウンロードするためのリンクが含まれており、その後に関連情報、メディアの連絡先へのリンク、および利用可能な場合は研究論文とスペイン語翻訳へのリンクが含まれています。
