宇宙最初の恒星は星団で誕生か AIでの解析で判明 東大らの研究
2023年3月29日 16:45
宇宙で最初に誕生した恒星は、質量が非常に大きく短命であった。従って宇宙誕生から138億年が経過した現在、それらの星はすべて消滅している。宇宙で最初に誕生した星が単独で輝いていたのか、1度に多数誕生して星団を形成していたのかは謎で、それを直接確かめる手段を人類は持ち合わせていない。
【こちらも】宇宙初期に誕生した銀河は今よりもずっと明るかった NASAの研究
東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構（Kavli IPMU）は23日、研究チームが開発したAIアルゴリズムにより、宇宙で最初に誕生した星は単独ではなく、星団を形成していたことを導き出すことに成功したと発表した。
銀河系には120億年以上前に誕生した古い恒星が存在する。恒星はその内部の核融合や超新星爆発で金属元素を生成していくため、誕生した年代が新しい恒星ほど金属の含有量が増えていく。従って120億年以上前に誕生した古い恒星では、金属含有量が極めて少ない。このような恒星は超低金属量星と呼ばれ、現在数百個以上発見されている。
これらの恒星は、宇宙で最初に誕生した恒星が、超新星爆発を起こした後の残骸の星間物質を起源としている。それがどのようなプロセスを経て誕生したのかを考察していけば、宇宙で最初に誕生した恒星がどのような形態で存在していたのかを推定できる。
研究チームは、太陽系近傍にある462個の超低金属量星の元素組成（C、O、Na、Mg、Al、Si、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、およびZnの13種の元素）をAIアルゴリズムを用いて分析。これらの星の68％が複数の星の超新星爆発の影響を受けていたことを突き止めたのだ。
つまり、現存する超低金属量星の元素組成は、非常にバリエーションに富んでおり、単独の恒星を起源とした星間物質だけではこれらのバリエーションの再現が困難であることが、AIアルゴリズムによる分析によって直接実証されたわけだ。
宇宙で最初の恒星の寿命は数千万年未満であったことだろう。その寿命と元素組成は恒星の質量で決まる。つまりこの研究により、宇宙で最初に誕生した恒星もまた様々な質量のものがあったことを示唆している。
今回の研究の成果は、3月22日に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』に掲載されている。（記事：cedar3・記事一覧を見る）