原始宇宙の中性水素ガスの兆候を発见 宇宙诞生后10亿年の时代のガンマ线バーストから
© 戸谷友則
宇宙诞生后10亿年の时代に発生したガンマ线バーストの可视光残光のスペクトル。8400-8500?（オングストローム、0.1ナノメートル）付近の「减衰翼」と呼ばれる形状の精密解析から、このガンマ线バースト周囲の中性水素の量を精密に测ることに成功しました。
宇宙に存在する元素の主成分は水素です。宇宙が约140亿年前に诞生したとき、水素原子は原子核と电子がバラバラの电离状态にありました。その后、宇宙诞生后约40万年の时代に、温度低下により原子核と电子が结合して电気的に中性な原子になったことがわかっています。しかし、现在の宇宙の水素は再び电离状态にあり、宇宙诞生后约10亿年の顷に、初代の银河や星の形成に伴い水素ガスが电离された（宇宙再电离）と考えられていますが、详しいことはまだよくわかっていません。特に、再电离が起こる前に存在したはずの中性水素ガスを検出するために远方宇宙の観测が精力的に行われていますが、まだ决定的な証拠は得られていません。
今回、东京大学大学院理学系研究科の戸谷友则教授と国立天文台や东京工业大学などの研究者からなる研究チームは、宇宙诞生后10亿年の时代に発生した、ガンマ线バースト（ガンマ线で数秒から数十秒の间、突然明るく辉く突発的な天体现象）と呼ばれる大质量星の爆発现象をすばる望远镜で详细に解析し、中性原子の割合が高い水素ガスによってガンマ线バーストの光が吸収されている兆候を初めてとらえました。今回见つかった兆候は、これまでで最も不定性が少なく、直接的な方法で得られたものです。
本成果は、人类による远方宇宙の観测が、再电离よりさらに昔の时代に踏み込みつつあることを示唆するものです。
论文情报
Totani, Tomonori; Aoki, Kentaro; Hattori, Takashi; Kosugi, George; Niino, Yuu; Hashimoto, Tetsuya; Kawai, Nobuyuki; Ohta, Kouji; Sakamoto, Takanori; Yamada, Toru,
“Probing Intergalactic Neutral Hydrogen by the Lyman Alpha Red Damping Wing of Gamma-Ray Burst 130606A Afterglow Spectrum at z = 5.913”,
Publications of Astronomical Society of Japan,
