宇宙最初期の巨大超新星爆発をジェイムズ・ウェッブ望遠鏡が記録

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　ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によって、114億年前の銀河で爆発した超新星が発見されたそうだ。星の死の瞬間としては、これまででもっとも古いものの1つとなる。

　ただ古いというだけでもきわめてユニークな超新星爆発だが、新たに発見されたものは質量が太陽の20倍という巨大な星が起こしたもので、ひときわ異彩を放っている。

現在とは異なる初期の宇宙の姿

　化学の成分という点において、初期の宇宙は現代の宇宙よりもずっとシンプルだった。そこにあるのは、一番軽く単純な元素である「水素」がほとんどで、それ以外は二番目に軽い「ヘリウム」が若干あるくらいだった。

　「種族III」（IIIだ、Iではない）と呼ばれる最初の世代の星々は、こうした今とは少し違う宇宙で生まれた。誕生後、種族IIIの星々は水素とヘリウムを融合し、天文学者が「金属」と呼ぶ重たい元素を作り出した。

　最初の世代の星々でも特に大きなもの（太陽の8倍以上）は、やがて核融合の燃料を使い果たすと超新星爆発を起こした。その結果、新たに作られた重元素は宇宙に撒き散らされ、後にブラックホールや中性子星が残された。

　こうして水素とヘリウムの雲に重元素がまざり込むと、そこから「種族II」という金属が豊富な第二世代の星々が誕生。また同じプロセスが繰り返された。こうしたプロセスが生命の進化を加速させたのかもしれない。

　私たちの太陽などは、その後に誕生した第三世代の星々で「種族I」と呼ばれる。この星々は第二世代よりもさらに金属が豊富である。

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第一世代の巨大星が最後に起こした大爆発

　今回ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によって発見された超新星「AT 2023adsv」もまた、こうした第一世代の超新星爆発だ。

　種族IIIの星々は金属をほとんど持たなかったため寿命が短く、最後の超新星爆発もより激しく大規模なものだった。

　ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の「アドバンスト・ディープ・エクストラギャラクティック・サーベイ・プログラム（JADES）」では、これまでに80を超える初期の超新星が観測されている。だがAT 2023adsvは、その中でもひときわ古く、114億年前の爆発であるという。

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　そんなAT 2023adsvも、金属に乏しい初期の宇宙で起きたほかの超新星と同じような特徴がある。だが、とびきりユニークな点もある。きわめて巨大なのだ。

　このことから、AT 2023adsvは元々、質量が太陽の20倍にも相当する巨大な星だったのではないかと考えられている。現代の宇宙では滅多にお目にかかれない巨大さだ。

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　その爆発のエネルギーは、地球の近くで起きた超新星爆発の2倍もあり、初期宇宙の超新星爆発は性質が今日とは違うものだった可能性を告げている。

　確かなことを知るには今後さらに研究を続ける必要がある。新たな宇宙の真実は、NASAが2026年に打ち上げを予定しているナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡が明らかにしてくれるかもしれない。

　この研究の未査読版は『arXiv』（2025年1月9日投稿）で公開されている。

References: James Webb Space Telescope discovers one of the earliest 'truly gargantuan' supernovas ever seen | Space

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