今日の宇宙画像　2005年9月25日号原始の銀河よりも先に宇宙生命が「誕生」した！!　惑星テラ見聞録

自己の宇宙、遥かな宇宙　全ての答えがこの宇宙にあります。
惑星テラ見聞録は、答えを探す切っ掛けを提案します。

　このページは、今日の宇宙画像
2005年9月25日号　です。

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2002年6月15日開設
2005年8月15日改訂

A Primordial Quasar
Credit: Wolfram Freudling et al. (STECF), ESO, ESA, NASA
Explanation
What did the first quasars look like? The nearest quasars are now known to be supermassive black holes in the centers of galaxies. Gas and dust that falls toward a quasar glows brightly, sometimes outglowing the entire home galaxy. The quasars that formed in the first billion years of the universe are more mysterious, though, with even the nature of the surrounding gas still unknown. Above, an artist's impression shows a primordial quasar as it might have been, surrounded by sheets of gas, dust, stars, and early star clusters. Exacting observations of three distant quasars now indicate emission of very specific colors of the element iron. These Hubble Space Telescope observations, which bolster recent results from the WMAP mission, indicate that a whole complete cycle of stars was born, created this iron, and died within the first few hundred million years of the universe.
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　今日の宇宙画像は、宇宙が9億歳だった時のクェーサーです。
　最初の星々の世代は、このクェーサーよりも数億年も早く誕生していました。
　それも、ビッグバンから2億年後周辺です。
　今回の観察では、とてつもない余禄を原始宇宙の光が伝えてきました。
　それは、豊富な鉄の存在とそれに関連する全ての元素の存在です。
　つまり、惑星の源のみならず、宇宙生物に関する基本的成分が全て含まれていたことになります。
　46億年の歴史しかない惑星地球の生命は、宇宙生命全体から見るならば、末裔に過ぎないとなるでしょう。
　これで、次回の宇宙生物学の結論が見えてしまいましたか？
　しかし、それは宇宙の謎のひとつとして残すべきですね。

　2005年 9月26日　t.sasaki

原始のクェーサー

画像の説明

　最初のクェーサーは、どのように見えたのでしょうか？
　最も近いクェーサーは、現在、銀河中心の超大規模ブラックホールであると知られています。
　時々、ホーム銀河の全体の外部を輝かせて、クエーサーに落ちるガスと塵が明るく白熱します。
　宇宙の最初の10億年にクェーサーが生じましたけれども、まだ周囲のガスの性質でさえ未知で、とても謎めいています。
　この画像のアーティストの印象は、そのような原始のクェーサーが、ガス、塵、星々、初期の星団のシートに囲まれていた可能性があることを表現しています。
　3つの遠いクェーサーの厳格な観察は、現在、元素鉄の非常に具体的な色の放射を示します。
　WMAP任務から最近の結果を支えるこれらのハッブル宇宙望遠鏡観察は、星々の全部の完全な周期が生まれて、この鉄を創って、宇宙の最初の数億年以内で滅びたことを示します。

		ハッブル宇宙望遠鏡の観察が、最初の星々がビッグバンから僅か2億年後に誕生したことを示唆するということは、以前に考えられていたよりも非常に早期の時代になります。　天文学者は、超明るく輝く光で、非常に遠い古代のクェーサーから大量の鉄を観察しました。　この鉄は、星々の非常に最初の世代での超新星爆発による『灰』から出ています。　私たちは、銀河、星々そして最終的には惑星が、初期の宇宙でどのように誕生したのかやその時代を正確に知っていません。　天文学者は、遠くにある天体を観察することによって、宇宙のその初期の数億年を振り返ることができます。
Credit: ESA, HESAIC
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最初の星々の世代が超新星として爆発　( 動画 1 )

クェーサーについてのアーティストの印象では、原始の銀河（または原始銀河）に関して、ビッグバンの後、数億年後として年代を設定しました。　天文学者は、そのような3つのクェーサーで鉄の相当な量の発見をハッブル宇宙望遠鏡で達成するのに慣れていました。　これは、現在までに、誰も見つけていなかった宇宙の最初の星の世代が創ったと信じられる元素を初めて発見したことになります。　星々の極めて最初の世代に関する情報は、宇宙の最も守られた秘密のうちの1つでした。　最初の星々が超新星として命を終えたとき、爆発で宇宙にガスを噴出しました。　これらの『灰』は、酸素のようなより重い元素を含んでいて、炭素、ケイ素、鉄が、核の炉がある星の中央の内部で生み出されました。　この新しい発見は、天文学者が、宇宙の歴史に関して時間尺度の修正を組み立てることができます。　今からおよそ137億年前、宇宙は、ビッグバンで創造されたとなっています。
	Credit: Wolfram Freudling et al. (STECF), ESO, ESA, NASA
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水素とヘリウムが、この大変動の熱い爆発で存在するほとんど唯一の物質です。　ガスが冷えて、宇宙が透明になって、ガスが集結し始めます。　星々形態の最初の世代は、それから2億年後に生じました。　およそ5億年から8億年後に、これらの最初の星々が、超新星として爆発して、周囲に鉄や他の構成分子のような元素を分散させました。　新しい観察は、最初の星々が、銀河中心でクェーサー・エンジンを動かす超大規模なブラックホールの前に誕生したことを示唆します。　クェーサーからの光は、ハッブルに128億年前の宇宙を届けました。それは、ビッグバン後、僅か9億年の時代のクェーサーから去った光でした。

		それは、以前に考えられたよりも非常に初期であり、また、最近のウィルキンソン・マイクロ波異方性調査からの結果と一致しています。　観察チームは、2002年10月に、ハッブルの赤外線計器のNICMOS（近赤外線カメラとマルチ天体分光写真）を用いて、知られている最も遠いクェーサーのうちの3つを観察しました。それらのクェーサーは、赤方偏移で5.78から6.28でした。　これらの3つのクェーサーからの光は、ハッブルの分光写真に達する128億年前に遠くへと旅立ちました。　それは、ビッグバンの9億年後のクェーサーを去ったことに等しいです。
Credit: ESA, HESAIC
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最初に誕生したクェーサーの光を検出するハッブル ( 動画 1 )

しかし、それらの光は、故郷から旅立って地球へ到達するのに数十億年もの年月を必要とします。　これらの天体は、初期の宇宙がどのような状態だったかについての手掛かりを提供します。　古今東西を問わず、星々は、窒素、炭素そして、最終的に鉄のような連続的により重い元素に至るまで、水素とヘリウムのようなより軽い元素を処理する核の工場です。　ハッブル宇宙望遠鏡での観察は、非常に遠い古代のクェーサー内に鉄の大規模な量を示します。　これは、宇宙のまさに最初の星の時代の追求です。そして、それは、ビッグバン後、2億年であり約20の赤方偏移に対応する時代です。
	Credit: ESA, HESAIC
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	最初の星々の超新星爆発後に誕生したクェーサー ( 動画 1 )

		ハッブルで見つけた鉄は、ビッグバンの直後に誕生した星々の非常に最初の世代において創り出されたなるでしょう。　大気圏より上のハッブルの位置は、1.6-1.7ミクロン周辺の鉄のサインを含むスペクトルの赤外線の範囲を検出することを可能にします。　この範囲は、地球大気圏で通常吸収されて、地上の望遠鏡では入手できません。　宇宙の歴史の中でそのような宇宙の初期の鉄の検出は、深い意味を持っています。　鉄の存在及び密接な関係がある鉄よりも軽い他の全ての元素の存在は、惑星と生物に関する基本的成分が、少なくともいくつかの場所で存在していたことであり、しかも、宇宙の歴史の非常に初期において存在したことを示します。
Credit: ESA, HESAIC
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暗黒の時代の幕を開ける最初の世代の星々の誕生 ( 動画 2 )

スペクトルは、鉄の豊富な量のはっきりした徴候を示します。　これは、星々の最初の世代で生み出される元素が見つかったという最初の時です。　鉄は、クェーサーの進化の段階の申し分のない標識です。　この元素は、ビッグバンを通じてではなく、その後の星によって作り出されます。　これらの星々は、形を成し、それらの燃料を燃やし、鉄が検出される前に爆発する必要があります。　この過程は、最高で5億年または8億年の時間がかかります。
	Credit: ESA, HESAIC
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	ビッグバン直後に宇宙が誕生　( 動画 2 )

		これらの画像は、ハッブルで観察した大量の鉄の存在を示す遠いクェーサーです。　この遠いクェーサーは、上から順にSDSS J083643.85+005453.3、SDSS J103027.10+052455.0、SDSS J104433.04-012502.2と呼ばれていて、ハッブルのNICMOS計器（近赤外線カメラとマルチ天体分光写真）で、2002年に観察が行われました。　クェーサーは、各々の画像の中央に現れていて、赤方偏移が5.82、6.28、5.78で、知られている中でも最も遠いクェーサーの一部です。　クェーサーは、最もエキゾチックで超明るく輝く源の一部です。　クェーサーの原動力は、それらの中央にある超大規模なブラックホールです。　その個々の色に赤外線光をこれらのクェーサーから分離させることによって、天文学者は、元素の莫大な量を見つけました。　この元素は、星々の非常に最初の世代で生産されたと思われます。　これは、つまり、非常に初期の宇宙での最初の星々の世代が創った元素を、直接、宇宙で見つけることができた最初の時となります。　それは、私たちが、最初の星々の灰を手にしたことに相当します。
Credit: STECF, ESO, ESA, NASA
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これは、地球の形成があった46億年前よりも、非常に早い正に、宇宙の初期の初期です。　これらの結果も、最初の星々が、銀河の中心でクェーサー・エンジンを動かす超大規模なブラックホールの前に誕生したことを示唆します。　他の観察は、最初のクェーサー・エンジンが、ビッグバンの後の僅かな時間である9億年よりも、なお以前に動き出したことを示しました。　最初の星々は、したがって、そのようなクェーサーよりも数億年、先行すると思われます。　ブラックホールの創世については、最初の星々の生年月日が、非常に価値ある手掛かりと判明するかもしれないけれども、それ自身まだ宇宙の謎の奥義として残ります。
	Credit: ESA, HESAIC
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	初期の宇宙で原始の銀河が形成される ( 動画 2 )

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　３Ｄ立体画像の付録です。交差法で立体的に見るには、左右の画像の中間(画像下の真ん中の黒点の上)に両目の焦点を合わせます。いわゆる、寄り目にします。平行法で立体的に見るには、左右のそれぞれの画像の下にある黒点の上の真ん中あたりに視線を持っていきます。このときには、両方の画像が、ぼんやりと見えるように画面をつき抜いてその先に焦点を当てるつもりで見ます。ほとんどを交差法にしています。平行法で見たい方は、画像をコピーして左右の画像を入れ替えてください。２００２年４月３０日ページに立体視の方法について掲載しています。