本文根据东京大学成果发布资料编译整理而成
以东京大学的鲛岛宽明特任助教为中心的研究团队在欧洲南方天文台（ESO）保有的智利共和国的新技术望远镜上，配备了东京大学与京都产业大学共同开发的近红外高分散光谱仪WINERED，对约100亿光年之外的6个类星体进行了光谱观测。然后根据获得的光谱上的发射线强度推测了铁和镁的丰度比，发现与宇宙化学演化的理论模型一致。
铁是日常生活中常见的重要金属，在历史上曾以铁器的形式为人类文明的发展做出了巨大贡献，还负责在体内生成运载氧气的血红蛋白，与我们有着密不可分的关系。关于其起源，研究认为，铁是随着恒星内部的核聚变反应产生的，在恒星末期发生的超新星爆炸中散落到太空里，之后以气体的形式重新聚集起来，形成了地球。因此，回顾宇宙的历史可以预测，包括铁在内的金属在过去的宇宙中应该比现在少。另外，通过追溯各种金属的丰度在宇宙的历史中如何变化，可以间接调查作为金属生成源头的恒星的演化史。
以往天文学为调查宇宙的化学演化，大都市观察如同化石的古老恒星。但利用古老恒星的方法也存在课题，比如只能根据金属量的多少间接推算，以及通过我们生活的星系内的恒星获得的结果推测在其他星系乃至整个宇宙是否成立等。
作为独立的方法，可以采用观测人类生活的星系之外的遥远天体的方法。因为光速是有限的，所以观测100亿光年之外的天体可以直接调查100亿年前该天体发出的光。观测的天体是宇宙中最明亮的类星体。对类星体进行光谱观测获得的光谱上会出现源自各种金属的发射线，调查发射线就能推算出存在的金属种类和丰度。已知类星体在紫外区域有很多发射线，但由于距离非常遥远，受红移现象的影响，发射线是在近红外区域观测到的。此次，研究团队在欧洲南方天文台（ESO）保有的智利共和国的新技术望远镜上，配备了东京大学与京都产业大学共同开发的近红外高分散光谱仪WINERED，对约100亿光年之外的6个类星体进行了光谱观测。在获得的光谱（图1）的红外区域可以看到铁和镁的发射线。
图1：距离地球约100亿光年的类星体J1142+2654的光谱。把利用WINERED获得的红外光谱和利用其他望远镜（史隆数位巡天）获得的可见光光谱拼在了一起。在遥远的天体中，铁和镁的发射线因为红移现象移到了近红外区域，因此需要进行红外观测。不同于呈现山形的镁发射线，铁的发射线比较平坦，这是因为很多发射线混合在一起。
以往利用类星体进行的研究仅限于根据光谱上的发射线强度比进行定性讨论，而本次研究的优点是，可以通过模拟气体放射发射线来推算丰度比，并与宇宙化学演化的模型计算进行定量比较。据该研究的先行研究报告，通过观测更近一些的类星体的可见光推算的铁和镁的丰度比与理论预测结果一致，而此次的研究表明，该结果在更早的宇宙中也成立（图2）。
图2：根据对应的宇宙年龄绘制了镁和铁的丰度比。曲线是根据联星系统（铁的主要生成源头）寿命的三种可能的情况计算时的理论预测。本次研究推算了宇宙年龄约为24亿年时的镁和铁的丰度比，确认与理论预测结果一致。TAO计划可以对宇宙刚刚诞生后的时代（相当于该图左侧）进行调查。
论文信息
题目：Mg II and Fe II Fluxes of Luminous Quasars at z ~ 2.7 and Evaluation of the Baldwin Effect in the Flux-to-abundance Conversion Method for Quasars
期刊：The Astrophysical Journal
DOI：10.3847/1538-4357/abc33b
URL：iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abc33b
日语发布资料
编译：JST客观日本编辑部
