ハッブル宇宙望遠鏡は最近、宇宙誕生から10億年の間に存在した星の光を観測しました。これは、これまでに観測された単独の星の中で最も遠いものです。
エアレンデル（古英語で「明けの明星」）と名付けられたこの星は、これまで存在した最も古い星よりも少なくとも30億年古い。エアレンデルの光は129億年前のものであり、宇宙が現在の年齢のわずか7%だった時代のものだ。この発見の詳細は、今週ネイチャー誌に掲載された。
「信じられないくらいでした」と、ジョンズ・ホプキンス大学の天体物理学者ブライアン・ウェルチ氏はギズモードとのビデオ通話で語った。「実際に見ているものが本当にそれだと信じるまでに少し時間がかかりました」
エアレンデルは、ハッブル宇宙望遠鏡によるRELICSプログラムで収集されたデータに現れました。このプログラムは、重力レンズ効果を利用して宇宙で最も古い星々を観測するものです。重力レンズ効果は、非常に遠く、つまり非常に古い光源からの光が、より近くの質量の大きい天体の周りで曲げられるときに発生します。
場合によっては、介在する天体の周りを移動する光子が地球に到達するまでにかかる時間が大幅に異なることを意味します。2016年に観測され、2037年に再び観測されると予想されるレクイエム超新星の場合がその一例です。
研究チームは新たな論文で、エアレンデルがWHL0137-08という銀河団によって数千倍に拡大されていることを報告している。ハッブル宇宙望遠鏡によるこの星の画像に捉えられた赤い筋は、エアレンデルの主銀河であり、その形状から「サンライズアーク」と呼ばれている。この形状自体も重力レンズ効果による歪みである。
アークに沿って一連の明るい点が見られます。これらは星団で、レンズ効果によって反射され、デイジーチェーンの結び目のようにアークに沿って伸びています。エアレンデルは、時空のさざ波に沿って位置しており、このさざ波によって星の検出が可能になりました。研究者たちは、エアレンデル（129億年前の光の中で見える）の質量は太陽の約50倍、明るさは太陽の約100万倍と推定しています。
いや、正確にはそうだった。質量と年齢から判断すると、ウェルチ氏は、この恒星はおそらく燃料を使い果たして超新星爆発を起こし、現在地球に到達している光子を放出してから間もなく（つまり数百万年後）に爆発を起こしたと推定している。「もう既に超新星爆発を起こしているはずです」とウェルチ氏は言う。「そして爆発してその中身を宇宙全体に広げ、最終的にあなたや私のような存在の材料となる重い元素を作り出したのです」。まさに、私たちは星の物質なのです。
エアレンデルは非常に古い星であるため、研究者たちはこの星がおそらく金属に乏しいと考えています。これは、重元素が形成され始めたのは後の世代の星になってからだからです。この星の構成に関するより多くの情報を得ることで、初期のガス球をヘルツシュプルング・ラッセル図（星の温度と明るさをプロットした図）に位置づけることができるようになります。言い換えれば、エアレンデルを恒星の並びの中に位置づけ、宇宙の歴史の中で後期に形成された恒星と比較できるようになるかもしれません。
エアレンデルは、今夏に科学観測を開始する予定の最先端観測衛星「ウェッブ宇宙望遠鏡」の初期試験観測となる。ウェッブ宇宙望遠鏡は2021年12月に打ち上げられ、宇宙の観測地点までの320万キロメートルの旅を終えて以来、鏡の調整作業が続けられてきた。これは数ヶ月に及ぶ作業で、初期宇宙を観測するための準備となる。
ウェッブ氏はエアレンデルを詳しく調べ、その明るさ、温度、組成についてさらに詳しく調べる予定です。最近の研究チームは、エアレンデルが連星系であるかどうか、つまり伴星を持っているかどうかを判断できませんでした。ハッブル宇宙望遠鏡の発表によると、ほとんどの質量の大きい星は少なくとも1つの小さな星を伴っているため、ウェッブ氏がこの謎を解明してくれることを期待しています。
エアレンデルの最終的な運命を私たちが見ることはできないかもしれない。その出来事による光がここに届くのは何百万年も後だ。しかし、ウェッブのおかげで、この古代の星が消滅する前に、そのことをよりよく知るチャンスがあるのだ。
続き: ウェッブ望遠鏡が「画像スタッキング」調整段階を完了し、星に焦点を合わせる
