天の川銀河最古の恒星は死んだ惑星の白熱した火の山である

天の川銀河の年齢は約 136 億 1000 万年です。この古代の銀河には、私たちの太陽系と、1,000 億から 4,000 億の輝く星々が存在します。最も新しい恒星系でも約 5 億年しか経っていないと推定されており、天の川銀河は銀河としてはかなり古いと言えます。そして、その数十億の星々の多くも同様です。

今週末、王立天文学会月報誌に発表された研究によると、天の川銀河で最も古い恒星は、地球から約90光年離れた場所で輝く、年齢約107億歳の淡い白色矮星だという。

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ほとんどの恒星（太陽も含む）の避けられない運命は、白色矮星になることです。白色矮星とは、燃料をすべて燃やし尽くし、外層を脱ぎ捨て、その後冷えて縮んでいく恒星です。恒星が小さくなり、冷えていく間に、地球が太陽の周りを回るのと同じように、恒星の周りを回る惑星は破壊され、破壊される可能性があります。これらの軌道からの破片は、白色矮星の表面に徐々に蓄積されます。

天文学者らによると、WDJ2147-4035と名付けられたこの恒星は、最近まで周回していた微惑星、つまり「微小惑星」が他の惑星の破片と衝突せずに飲み込まれた残骸だという。

研究チームは、欧州宇宙機関（ESA）のガイア宇宙望遠鏡によって検出された2つの珍しい白色矮星をモデル化した。これらの星は両方とも惑星の破片によって汚染されており、1つの星は珍しい青い色調を示し、もう1つの星は非常に暗く赤い色をしている。

研究チームは、ガイア、ダークエネルギーサーベイ、ヨーロッパ南天天文台のX-Shooter機器からの分光および測光データを使用して、赤い星がどのくらいの期間冷却されてきたかを判断しました。その結果、赤い星はかつて107億歳の「赤い」星であり、現在は白色矮星として102億年をかけて冷却していることが分かりました。

分光法では、星からの光をさまざまな波長で分析します。これにより、星の大気中に存在するどの元素がさまざまな色の光を吸収しているかを天文学者に示します。これにより、天文学者は星の大気中にどのような元素があるのか​​、またその量はどれくらいなのかを判断できます。彼らは赤/白の WDJ2147-4035 の光スペクトルを分析し、ナトリウム、リチウム、カリウムなどの金属が星に蓄積していることを発見しました。暫定的に炭素も蓄積しているようです。研究によると、これは天の川銀河で発見された金属汚染白色矮星の中で最も古いものになります。

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2 番目の星は WDJ1922+0233 と名付けられました。この星は青い色調をしており、赤い星である WDJ2147-4035 よりわずかに若いだけで、地球の地殻に似た惑星の破片で覆われていました。分光法によって、チームは WDJ1922+0233 の青い色は、大気中のヘリウムと水素の異常な混合によるものであると判定しました。

「これらの金属汚染された星々は、地球が特別な存在ではなく、地球に似た惑星体を持つ惑星系が他にもあることを示しています。全星の97％は白色矮星になり、宇宙のいたるところに存在しているため、特にこれらの非常に低温のものは理解することが非常に重要です」と、ウォーリック大学物理学部の博士課程の学生で、論文の筆頭著者であるアビゲイル・エルムズ氏は声明で述べた。「銀河系で最も古い星々から形成された低温の白色矮星は、天の川銀河で最も古い星々の周りの惑星系の形成と進化に関する情報を提供します。」

星のスペクトルのデータは、金属が星の中心核にどのくらいの速さで沈んでいくかを天文学者が判断するのに役立ちます。これにより、天文学者は時間をさかのぼって、それぞれの金属が元々の惑星体にどのくらい存在していたかを判断することができます。

「私たちは、かつて地球のような惑星によって汚染された天の川銀河の最古の恒星の残骸を発見しています」とエルムズ氏は付け加えた。「これが100億年というスケールで起こったこと、そしてそれらの惑星が地球が形成されるずっと前に死滅したと考えると驚きです。」