No.500: 太陽系の近くに潜んでいた初期宇宙の星の生き残り～そこに刻まれた超新星の記録～

　私たちの銀河系の中では、星は生まれては死に、また新たな星が生まれてく
るというサイクルが続いています。太陽が生まれたのは46億年前とされます
が、それまでに何十億年もの間、無数の星が生涯を終えて宇宙空間に消えて
いったことになります。
　しかし、太陽よりも少し軽い星なら、その寿命は100億年以上となり、宇宙
初期に誕生した星でも現在まで生き残ることができます。こういう星には、重
元素がほとんど含まれないという特徴があります。宇宙における物質の歴史と
して、ビッグバン時に作られたのは水素とヘリウムのみで、それ以外の元素 (
まとめて「重元素」と呼びます) のほとんどは、星の中で作られてきたことが
わかっています。逆に、重元素をわずかしか含まない星が見付かると、ビッグ
バンから間もない宇宙初期の星の生き残りと解釈されています。

　銀河系にもこのような重元素の少ない星が見付かっています。これまでに知
られている中で最も重元素の含有量の少ない星は、2005年にすばる望遠鏡で発
見された星 (HE1327-2326) でした。こういった星は、宇宙初代の星の形成や
元素合成に貴重な情報をもたらしてくれるもので、精力的に探査が行われてい
ます。最近では15等級よりも暗い星についても、詳しい観測がなされるように
なってきています。

　しかし、総合研究大学院大学の伊藤紘子 (いとうひろこ) 大学院生や、国立
天文台の青木和光 (あおきわこう) 助教らのチームの研究で、9等級というご
く明るい星ながら、重元素の組成が太陽の5000分の1しかない星が見付かりま
した。この星はわずか600光年ほどの距離にある星です。銀河系が10万光年以
上に広がっていることを考えると、太陽系のごく近くに、初期宇宙の化石のよ
うな星が存在していたことになります。

　この明るい星をすばる望遠鏡で観測することにより、この種の星としてはか
つてない精度の分光データを得ることが可能となり、高い精度で星の化学組成
が測定されました。その結果、2005年にすばる望遠鏡で発見された星
HE1327-2326 と同様に、この星も、重元素の含有量が少ないだけでなく炭素が
相対的に過剰であることがわかりました。また、この星のような特徴的な組成
を説明できるのは、今のところ重元素である鉄をわずかしか作らない特殊な超
新星以外に無いことも示されました。つまり、宇宙の初代星として生まれた大
質量星のうち、少なくとも一部はこのような特殊な超新星として爆発し、その
放出物質を取り込んだガス雲から生まれてきた星が、今回の星のように現在観
測されているのだと考えられます。この結果は、宇宙初代の星による元素合成
の理解を一歩進めるものです。

　この研究成果は、2009年6月発行の米国の天体物理学専門誌 「アストロフィ
ジカル・ジャーナル」に掲載されました。

参照：

　観測成果 (すばる望遠鏡)
　　http://www.naoj.org/Pressrelease/j_index_2009.html#090820

　"BD+44°493: A Ninth Magnitude Messenger from the Early Universe; 
　　Carbon Enhanced and Beryllium Poor"
　　　Ito H., Aoki W., Honda S., Beers T. C., 2009, ApJ 698, L37

 

　　　　　　2009年8月21日　　　　　　　　　　　　国立天文台・広報室