惑星の進化が覆る新事実。宇宙初期から水があった!?|au Webポータル

地球上の生命が生きていく上で欠かせない水。そもそも水って、宇宙でいつ、どのように生まれたのでしょうか。

宇宙の誕生後すぐに現れた超新星

2025年3月3日にNature Astronomyで発表された研究によると、ビッグバンからわずか数億年後の宇宙誕生初期に水は存在していたと言います。これまで考えられていたより最大で数十億年前にもなり、惑星進化のタイムラインが覆る可能性があるようです。

研究チームのシミュレーションによると、水分子は最初の超新星爆発の後に形成され始めたとされています。この超新星爆発は、酸素を含む最初の重元素を作るのに必要だったようです。

最初の星が爆発する前、宇宙には酸素がなかったため水は存在しませんでした。ビッグバンを生き残ったのは、水素、ヘリウム、リチウム、それから微量のバリウムとホウ素といった非常に単純な原子核だけでした。これらの超新星の中心で作られた酸素は、水素と結合して水を形成し、生命に必要な必須元素の創造への道を拓いたのです。

と、ポーツマス大学の宇宙学者でこの研究の筆頭著者であるDaniel Whalen氏は大学の発表で述べています。

ビッグバンからわずか数億年後に水は存在した

この研究では、「コア崩壊型超新星」と「ポピュレーションIII超新星」と呼ばれる2種類の超新星を調査しました。コア崩壊型超新星は爆発時に重元素を生成し、ポピュレーションIII超新星は、爆発時に太陽の10倍以上の質量の金属を放出します。どちらの現象も、宇宙を漂う水分を多く含んだガスの塊を形成することが知られています。

研究チームは「ビッグバンから1～2億年後の宇宙には、すでに生命の主要成分が存在していたことが明らかになりました。また私たちのシミュレーションでは、水が最初の銀河の重要な構成要素であった可能性が高いことが示されています」と述べています。

言い換えれば、生命にとって最も基本的な条件のひとつである水は、これまで知られていたよりもずっと前から存在していたということです。初期の宇宙は我々の想像以上に活気に満ちた場所であった可能性があることを示唆しています。

極めて暗く遠い光、つまり宇宙初期の光を検出できる装置があれば、私たちが知っている生命の歴史や宇宙の進化に対する理解が深まるはずです。ウェッブ宇宙望遠鏡を含む観測所は、初期の銀河の形成からその構造の理解に至るまで、宇宙のタイムラインを紐解く手助けになるのは間違いありません。

地球外生命体はまだ発見されていませんが、今回のシミュレーションのような研究は、科学者が生命体がどのようにして誕生したのか理解するのに役立つことでしょう。