天文学者たちは、これまで観測された中で最も酸素濃度が低い小さな銀河を発見した。この発見は機械学習アルゴリズムのおかげで可能になった。
HSC J1631+4426と名付けられたこの銀河には、太陽に含まれる酸素の総量のわずか1.6％しか含まれていない。これはこれまで観測された中で最低のレベルで、以前の記録をわずかに上回った。
このような極めて金属の少ない銀河は稀で、小さく形のない矮小銀河であることが多く、わずかな星しか含まれていない。酸素などの重元素が欠乏していることは、銀河がまだ原始段階にあることを示している。
はるか遠くの銀河：約4億3000万光年離れたHSC J1631+4426。クレジット：国立天文台/HSC-SSP。クリックして拡大
HSC J1631+4426の星々は、この銀河の最初の集団です。この銀河を観測することで、科学者たちは銀河がどのように形成され、小さな混沌とした塊から私たちの天の川銀河のような巨大で明確な構造へと進化していくのかを解明するのに役立つ可能性があります。「このような酸素の乏しい銀河は、ごく最近、純粋なガスから形成されたと考えられます」と、東京大学の博士課程学生である小島隆氏はThe Register誌に語りました。小島氏はこの銀河に関する研究論文の共著者であり、この論文はAstrophysical Journal誌[プレプリント]に掲載される予定です。
「HSC J1631+4426の年齢は約1000万年と推定しています」と小島氏は付け加えた。
こうした極めて金属の少ない銀河を見つけるのは至難の業です。すばる望遠鏡の口径8.2メートルの超広視野主焦点カメラ（Hyper Suprime-Cam）が捉えた膨大な数の天体の中から、ひときわ目立つ銀河を見つけるのは至難の業です。科学者たちは2014年以来、このサーベイから膨大な量のデータを収集してきましたが、手作業で選別・分析するには量が多すぎます。こうした作業はコンピューターアルゴリズムにこそ適しています。
そこで、東京大学と国立天文台が率いる天体物理学者たちは、酸素が不足している銀河を見つけるためのニューラルネットワークを構築しました。彼らは、ぼやけた銀河を色と明るさで見つけられるようにソフトウェアを訓練しました。また、クエーサーなどの他の種類の天体を無視することも学習しました。
調査で撮影された画像に映る数百万個の明るい点から、ニューラルネットワークを用いて、興味深い可能性のある低酸素銀河が107個に絞り込まれました。その中にはHSC J1631+4426も含まれていました。この数はさらに27個に絞り込まれました。その後の観測で、ヘルクレス座の4億3000万光年離れたこの銀河は、これまで研究されてきた他のすべての銀河と比較して、恒星の酸素量が最も少ないことが明らかになりました。実際、私たちの太陽の酸素量は、この銀河自体の60倍以上です。
「驚くべきことに、HSC J1631+4426銀河の恒星質量は80万太陽質量と非常に小さいのです」と、本研究の共著者であり、東京大学宇宙論教授の大内正美氏は述べています。「この恒星質量は、私たちの天の川銀河の10万分の1程度で、天の川銀河の星団の質量に匹敵します。」®
