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夜に星が現れるとき、それが空の小さなきらめき以上のものであるとは想像するのが難しいです。しかし、一見小さな光は、実際には巨大な古代のガスの球で、数千マイル離れたところで燃えています。彼らはどのようにしてそこにたどり着きましたか、そしてどれくらい続いたのですか？以下に、宇宙最古の星のリストと、それらがどのようにして誕生したかを示します。
1. HD 140283
HD 140283 — メトセラとも呼ばれる — は一般に宇宙最古の星と考えられており、天秤座に位置しています。ただし、その年齢については議論の余地がある。最初の推定値は 160 億年でしたが、これは一般に 138 億年と考えられている宇宙の年齢と大きく異なりました。
この推定が正確であるかのように、宇宙の年齢や科学者が宇宙が形成されたと考えた方法が変化するかのように、これは当然多くの興味をそそりました。他の研究では、その数が142億7000万年から144億6000万年から120億年に短縮されており、前者は誤差の範囲でまだ可能性があります。いずれにしても、この星は信じられないほど古いです。
2. 2マス J22132050-5137385
グルス座内の 2MASS J22132050‑5137385 は、最も古い星の次の候補です。天文学者らは、そのおおよその年齢を 136 億年、誤差は 26 億年と推定しています。これは、ウランとトリウムを含む急速中性子捕捉プロセスが強化された星としては 8 番目にすぎず、彼らは放射性同位体崩壊に基づいて年齢を評価しました。
3. SMSS J031300.36-670839.3
SMSS J031300.36-670839.3 は、2014 年にうみへび座内で発見されました。それは正確に測定された年齢を持つ最古の星であり、その年齢は136億年です。これはおそらく、銀河のハローとバルジ内にある金属の少ない星である、最も古い第 2 世代の星の 1 つである可能性があります。
4. 2MASS J18082002-5104378 B
次に宇宙最古の恒星は 2MASS J18082002-5104378 B です。それは 2,000 光年離れたアラ星座にあり、科学者らはこの星が少なくとも 135 億 3 千万年前のものであると考えています。彼らは、星の構成に基づいてこの近似値を確立することができました。
宇宙が最初に形成されたとき、約 75% が水素、25% がヘリウム、そして少量のベリリウムとリチウムでした。星が古いほど、その組成はビッグバンの成分と比率に近くなるはずです。 2MASS J18082002-5104378 B はこれらの要件をほぼ正確に満たしているため、宇宙の始まりから数億年後に形成された可能性があります。
5. TOI-157
TOI-157 は、年齢 128 億 2,000 万歳のもう 1 つの最古の星の 1 つで、誤差はさらに 7 億 3,000 万年、つまりマイナス 14 億年あります。これは、2020 年に発見された系外惑星を持つこのリストの最初の星です。TOI 157 b は 2020 年に発見されました。この惑星は巨大で、木星 1.18 個分に相当する大きさで、軌道を一周するのに 2.1 日かかります。
6. PSR B1620-26
PSR B1620-26 は、122 億歳の、もう一つの信じられないほど古い星です。太陽よりもはるかに小さいにもかかわらず、太陽よりも 467% 高く燃え、摂氏 26,727 度です。その系外惑星 PSR B1620-26 b は、発見された最古の惑星の 1 つで、年齢は 127 億年です。ある人はそれを「創世記の惑星」と呼んだり、信じられないほど古いので「メトセラ」とも呼んだりします。
7.グリーゼ 414A
Gliese 414 はバイナリ システムであり、414 A が 2 つのコンポーネントのうち古い方です。推定では、その年齢は 124 億年とされていますが、誤差は 52 億年です。この星には 2 つの系外惑星が周回しています。
星はどのように形成されるのですか?
星は、天文学者が分子雲と呼ぶガスや塵の雲として始まります。それらは巨大になる可能性があり、数百光年にも及ぶものや、太陽の質量の 1,000 ～ 1,000 万倍に達するものもあります。それらが宇宙を移動するとき、それらの一部は合体したり、互いに衝突したりして、質量が増大するにつれて重力が強化されます。
分子雲が自らを支えることができなくなると、分子雲は崩壊し、摩擦が生じて加熱され、ベビースターまたは原始星が発達します。そのエネルギーのほとんどは、崩壊中に生じた熱から得られますが、数百万年が経過すると、星の中心部の圧力と温度により、核融合によってヘリウムが生成され始めます。このプロセスにより、星を加熱するより多くのエネルギーが放出され、さらなる崩壊が止まります。この時点では、それは主系列星です。
主系列相は星の一生の中で最も長い相です。質量が大きいほど、それを構成するガスをより速く燃焼して自身の熱を高め、最終的には核の崩壊につながります。
科学者は古代の星の年齢をどのようにして知ることができるのでしょうか?
新しい星を見つけた後、天文学者がその星の年齢を測定できる方法は複数あります。
- 金属性: 最古の星には水素とヘリウムのみが含まれていますが、新しい星には酸素、鉄、炭素など、以前の星の崩壊で形成されたより重い金属が含まれています。科学者は星のスペクトルの吸収線を研究して、その星の材質を分析し、その結果に基づいてその年齢を判断できます。
- ハーツプルング-ラッセル図: この技術は、人間が色として認識する表面温度と明るさによって星をプロットします。これらは、すでに燃焼した燃料の量と、「オフ」になるまでの残り時間を推定するのに役立ちます。
- アステロール地震学: 地球科学者が地震学を使用して地球が何でできているかを理解するのと同じように、天文学者は星地震学を使用して星の明るさの変動を評価し、その内部構造と密度を測定できます。この科学を使えば、その年齢を約 10% 以内で推測できます。
最古の星の驚くべき起源
スターはどこからともなく突然現れたわけではありません。既知の宇宙と同様、それらは数十億年前に塵とガスの雲から形成されました。このプロセスは今日も続いていますが、宇宙最古の星は、科学者たちに自分自身と生命そのものの起源について多くのことを教えてくれます。
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