ビッグバン直後の宇宙成分、プランク観測データと完全に一致
ビッグバン直後に生成された原始ヘリウムの豊富さを測定する大規模な観測プロジェクトが、ビッグバン理論の正当性を強力に支持する結果を発表した。ラージ・バイノキュラー・テレスコープ・プライモルディアル・ヘリウム・アバンダンス（LBT YP）プロジェクトは、54個の銀河内にある星間ガス領域を調べ、原始ヘリウムが宇宙初期の物質全体に占める質量比を24.58％と測定した。この数値は、宇宙マイクロ波背景放射（CMB）を観測したプランク衛星による推定値24.67％と極めて良好な一致を示している。
なぜヘリウム測定は困難なのか
ビッグバン初期の宇宙から現在まで、測定対象となるヘリウムの起源を特定することは科学者にとって重要な課題だ。ビッグバン直後、宇宙には水素と、それより少ないヘリウムが形成された。その後数十億年の時間経過のなかで、恒星の核融合過程によってもヘリウムが絶え間なく生成されてきた。このため観測される現在のヘリウムのうち、どの部分が太古の遺物であり、どの部分が恒星起源なのかを区別する必要がある。
LBT YPプロジェクトは、金属含有量の少ない遠方の銀河に焦点を当てることで、この問題に対処した。金属の豊富さが低い銀河には、比較的若い恒星が多く存在し、その結果として恒星が生成するヘリウムによる汚染が少ないと考えられるためだ。調査結果から研究チームは、宇宙全体のヘリウムの約90％が原始起源であり、残りの10％が恒星融合で生成されたものであることを明らかにした。
ビッグバン理論の三本柱を強化
これまで水素とヘリウムの相対的な豊富さは、ビッグバン理論を検証する三つの主要な証拠のうち最も重要な一つとされてきた。LBT YPプロジェクトの成果は、プランク衛星の宇宙マイクロ波背景放射観測結果と一致することで、この理論的枠組みをいっそう堅牢にした。同時に、星間ガス領域の詳細な分析から得られたヘリウムの起源情報は、銀河内の星形成の速度に関する新たな手がかりを与え、様々な元素がいかにして形成されるのかをより深く理解する助けとなるとみられる。
出典: Universe Today
