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JAXA、ペルセウス座銀河団中心部の鉄属元素の組成比が太陽と同じであると解明

発表日:2017年11月14日

銀河団も太陽も化学組成は同じだった

~高温ガスが語る超新星爆発の歴史~

※参考画像は添付の関連資料を参照

【概要】

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構(JAXA)を中心として国際協力により開発されたX線天文衛星ASTRO-H(ひとみ)搭載の軟X線分光検出器(SXS)による観測結果から、ペルセウス座銀河団中心部の鉄属元素の組成比は太陽のものと同じであることが明らかになりました。従来、銀河団の高温ガスの元素組成比は太陽の値とは異なると言われており、これを覆す結果です。本研究成果から、太陽の元素組成は、現在の宇宙の平均的な化学組成であることが示唆されます。また、鉄属元素の主要生成源であるIa型超新星爆発の性質にも制限を与える結果です。

本研究成果は、日本時間2017年11月14日(火)、イギリスの科学誌Natureのオンライン版に掲載されました。

銀河団は宇宙最大の天体で、数千万度の高温ガスや数百以上の銀河が重力に束縛されています。銀河団の高温ガスは、宇宙誕生から現在までに恒星や超新星爆発で合成された元素をため込んでいます。そのため、銀河団の高温ガスの化学組成を調べると、現在の宇宙の平均的な化学組成がわかるのです。超新星爆発にはさまざまなタイプがあります。その中でもIa型超新星爆発の数は全体の1-4割を占めると考えられています。またIa型超新星爆発は鉄属元素(クロム、マンガン、鉄、ニッケル)の主要な生成源です。そして鉄属元素はIa型超新星が爆発するときの特性や爆発メカニズムを明らかにするための鍵となります。爆発のメカニズムによって、鉄属元素の組成比が異なるためです。

銀河団の高温ガスの化学組成は、これまでにもX線天文衛星によって精力的に調べられてきました。しかしこれまでの観測機器では分解能が不十分で、強い鉄の特性X線とニッケルの特性X線が混ざっていました。そのため元素量を見積もっても正確に元素量を測定できているのか、という疑問がつきまとっていました。従来の測定方法は、鉄やさまざまな元素を含む塊からニッケルの量を見積もるようなものだったのです。

研究チームはX線天文衛星ASTRO-Hによる銀河団中心部の観測データを解析し、ケイ素からニッケルまでの特性X線の強度から、銀河団ガスに含まれるそれぞれの元素の組成を導きました。研究対象となった銀河団は、ペルセウス座銀河団です。ペルセウス座銀河団は太陽系から約2億4千万光年遠方にあり、近くの銀河団としては最大級で、X線で最も明るい銀河団です。その高温ガスの温度は約5000万度に達します。

※リリース詳細は添付の関連資料を参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

リリース詳細

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0463262_01.pdf

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