イカロス (恒星)のソースを表示

{{天体 基本
| 色 = 恒星
| 和名 = MACS J1149 Lensed Star 1
| 仮符号・別名 = イカロス
| 画像ファイル = NASA-Icarus-MostDistantMainSequenceStar-20180402.jpg
| 画像説明 = イカロスの出現位置及び観測[[波長]]帯を示した図。[[銀河団]]MACS J1149+2223（左）の[[重力レンズ]]に加えて、銀河団中の[[恒星]]状天体が手前を通過することで、大幅に増光した。[[2011年]]（右上）にはイカロスはみえていなかったが、[[2016年]]（右下）にはみえている。出典: [[アメリカ航空宇宙局|NASA]], [[欧州宇宙機関|ESA]], P. Kelly ([[ミネソタ大学|University of Minnesota]]){{R|stsci-2018-13}}
| 星座 = [[しし座]]{{R|stsci-2018-13}}
| 視等級 = 27 - 28（AB等級）{{R|kelly18}}{{R|注1|group="注"}}
}}
{{天体 位置
| 色 = 恒星
| 元期 = [[J2000.0]]
| 赤経 = {{RA|11|49|35.661}}{{R|stsci-2018-13}}
| 赤緯 = {{DEC|22|23|48.07}}{{R|stsci-2018-13}}
| 赤方偏移 = 1.49
| 距離 = 94 億[[光年]]{{R|stsci-2018-13}}
| 絶対等級 = -9.0{{R|kelly18}}
}}
{{天体 物理
| 色 = 恒星
| 半径 = 180 {{+-|80|140}} [[太陽半径|''R''<sub>☉</sub>]]{{R|oguri18}}
| スペクトル分類 = B{{R|kelly18}}
| 光度 = 6 {{e|5}} [[太陽光度|''L''<sub>☉</sub>]]{{R|oguri18}}
| 表面温度 = 11,000 - 14,000 [[ケルビン|K]]{{R|kelly18}}
| 金属量 = -0.5（[[太陽]]比）{{R|kelly18}}
| 年齢 = ~8 {{e|6}} [[年]]{{R|kelly18}}
}}
{{天体 別名称
| 色 = 恒星
| 別名称 = MACS J1149+2223 Lensed Star 1, MACS J1149 LS1
}}
{{天体 終了|恒星}}

'''MACS J1149 Lensed Star 1'''、愛称'''イカロス'''（Icarus）は、[[重力レンズ]]現象による増光を利用して観測された、遠方の系外[[銀河]]内にある[[青色超巨星]]である。発見時、単独の[[恒星]]として検出された最も遠い恒星で、[[赤方偏移]]<math>z</math>は1.49、{{仮リンク|角径距離|en|Angular diameter distance}}だとおよそ94億[[光年]]と推定される{{R|kelly18|stsci-2018-13|ut5802}}。イカロスを発見した研究チームによれば、イカロスはそれ以前に観測された[[超新星]]以外で最も遠い恒星よりも100倍以上遠く、最遠方記録を大幅に更新した{{R|stsci-2018-13|ut5802}}{{Refnest|group="注"|例えば、[[2013年]]に系外[[銀河]]{{仮リンク|IC 3418|en|IC 3418}}で発見された{{仮リンク|SDSS J122952.66+112227.8|en|SDSS J1229+1122}}は、その当時観測史上最遠と考えられていた単独の[[恒星]]だが、距離は5500万[[光年]]である。<ref name="st130412">{{Cite web |url=https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/the-most-distant-star-everseen/ |title=The Most Distant Star Ever Seen? |last=Carlisle |first=Camille M. |date=2013-04-12 |publisher= [[スカイ&テレスコープ|Sky &amp; Telescope]] |accessdate=2019-03-27}}</ref><ref name="oh13">{{Citation |last1=Ohyama |first1=Youichi |last2=Hota |first2=Ananda |date=2013-04 |title=Discovery of a Possibly Single Blue Supergiant Star in the Intra-cluster Region of Virgo Cluster of Galaxies |journal=[[アストロフィジカルジャーナル|Astrophysical Journal]] Letters |volume=767 |issue=2 |page=L29 |doi=10.1088/2041-8205/767/2/L29 |bibcode=2013ApJ...767L..29O }}</ref>}}。

== 経緯 ==
[[銀河団]]MACS J1149+2223は、[[ハッブル宇宙望遠鏡]]（HST）を中心に革新的な深[[宇宙]]の観測を行う"Frontier Fields"計画の観測目標となった6つの天域の一つで、HSTの[[広視野カメラ3]]（WFC3）によって度々観測が行われており、[[2014年]]には重力レンズで多重像が観測された初の{{仮リンク|SN Refsdal|en|SN Refsdal|label=超新星「レフスダール（Refsdal）」}}が出現して注目されていた{{R|hst-ff|heic1505}}。[[超新星]]レフスダールの追観測のため、[[2016年]][[4月29日]]に取得したHST/WFC3の画像の中で、レフスダールの近くに予期していなかった点光源が検出された{{R|kelly18}}。

[[ファイル:NASA-Icarus-BlueSuperGiantSpectrum-Hubble-20180402.png|thumb|left|イカロスの観測データ（赤い菱形）と、[[青色超巨星]]の理論的な[[スペクトル]]（青線）を比較すると、とてもよく合っている。出典: [[アメリカ航空宇宙局|NASA]], [[欧州宇宙機関|ESA]], A. Feild ([[宇宙望遠鏡科学研究所|STScI]]){{R|stsci-2018-13}} ]]
この天域をHSTで[[撮像]]した画像は、[[2004年]]から存在しており、遡って調べた結果、[[2013年]]から[[2015年]]に観測された画像でも、同じ光源がみえており、2016年4月の画像で明るくなったことがわかった。2016年5月の観測で、点光源の明るさは極大となり、2013年から2015年と比べ4倍程度明るくなった。HSTの観測データから、[[スペクトルエネルギー分布]]（SED）の時間変化も調べられ、明るさが変化しても[[スペクトル]]には変化はみられなかった。これは、超新星などの爆発現象ではあり得ないことで、天体に固有の増光ではなく、重力レンズ現象であることが示唆される。分析の結果、この点光源は、単独の恒星の光が重力レンズ効果によって2000倍以上明るくなったものと見積もられた。この重力レンズは、53億光年の距離にあるMACS J1149+2223の巨大な[[質量]]によるものだけではなく、銀河団内にあると思われる、恒星や[[コンパクト天体]]などの別の小天体による{{仮リンク|重力マイクロレンズ|en|Gravitational microlensing}}が重なったことで、これだけの増光率が得られたものとみられる。SEDの形状から、光源となった恒星は青色超巨星であると考えられる。また、この青色超巨星は、超新星レフスダールと同じ母銀河に所属することもわかり、その銀河は赤方偏移<math>z=1.49</math>、およそ94億光年離れていて、この青色超巨星が超新星などではない単独の恒星として、過去の記録を大幅に塗り替える最遠の天体であることが明らかになった{{R|kelly18|stsci-2018-13|ut5802}}。

この発見は、[[ミネソタ大学]]（発見当時は[[カリフォルニア大学バークレー校]]）のパトリック・ケリー（Patrick Kelly）を筆頭著者とする論文が、[[ネイチャー|ネイチャー・アストロノミー誌]]に掲載され、公になった{{R|kelly18}}。

=== 名称 ===
発見された青色超巨星は、研究チームによって"MACS J1149 Lensed Star 1"と呼ばれるようになった{{R|kelly18}}。正式名称は、'''MACS J1149+2223 Lensed Star 1'''である{{R|ut5802}}。MACS J1149+2223は、重力レンズを発生させる銀河団の名称で、MACSは[[X線]]で明るい遠方の銀河団サーベイ'''MA'''ssive '''C'''luster '''S'''urveyでまとめられた中の銀河団であることを示し、J1149+2223は、[[J2000.0]]におけるその銀河団の[[赤経]]・[[赤緯]]が基になっている{{R|eeh01}}。

ケリーは、この青色超巨星を、[[アンディ・ウォーホル]]の"{{仮リンク|15 minutes of fame|en|15 minutes of fame}}"という言葉に因んで、「ウォーホル」と呼ぶことを提案したようだが、研究チームは結局、[[ギリシア神話]]に登場する人物に因んで「[[イーカロス|イカロス]]」と名付けた{{R|reuters|ut5802}}。

== 特徴 ==
イカロスのSEDを、理論的な恒星のスペクトルと照合させると、有効温度が11,000[[ケルビン|K]]から14,000KのB型超巨星が最もよく合う、という結果となる。また、この種の恒星にみられる[[バルマー不連続]]の観測[[波長]]から、イカロスの赤方偏移を見積もると、<math>z=1.49</math>で超新星レフスダール及びその母銀河と同じであり、その銀河に属すると考えて間違いない{{R|kelly18}}。つまり、観測されたイカロスからの光は、宇宙が現在の年齢の3割程度の年齢でしかなかった時代に発せられたものであることになる{{R|stsci-2018-13}}。

重力マイクロレンズによる増光の[[光度曲線]]をみると、最も明るくなった極大のすぐ後に、もう一つの極大が表れている。このことは、イカロスが[[連星]]である可能性を示唆する{{R|kelly18}}。

極大後、2016年[[10月30日]]には、元々のイカロスの位置から0.26[[秒 (角度)|秒]]離れた位置に、もう一つの光源がみえた{{R|kelly18}}。この光源は、イカロスに対しその兄弟の名「Iapyx」（古代ギリシャ語ではイアーピュクス、英語ではアイアピクス）と呼ばれることもある{{R|diego18}}。重力レンズが生み出す「逆像」である場合と、イカロスの伴星がマイクロレンズによってみえるようになった場合と、二通りの可能性が考えられるが、増光率及びそこから予想される[[絶対等級]]を計算すると、B型超巨星の物理量と合うのは逆像の場合で、イカロスが連星であったとしても伴星の像は分離できなかったものとみられる。そうだとすると、イカロスが連星であった場合の主星と伴星の距離は、光度曲線の2度の極大の間隔から、25[[天文単位|AU]]程度と予想される。また、この場合では銀河団の重力レンズによる増光はおよそ600倍となる。また、重力マイクロレンズを発生させた小天体は、質量が[[太陽質量|太陽]]の3倍以上の恒星状天体とみられる{{R|kelly18}}。

別の分析によれば、重力マイクロレンズを発生させた天体の質量は、[[太陽]]の0.1倍から4000倍の間、イカロスの[[半径]]は[[太陽半径|太陽]]の40倍から260倍の間、と求められ、最も観測をうまく説明できるのは、マイクロレンズ天体の質量が太陽の0.3倍、イカロスの半径が太陽の180倍の場合、となる。ただし、イカロスは単独星であるという仮定の下で計算しており、イカロスが連星である可能性については考慮されていない{{R|oguri18}}。

=== 天文学的意義 ===
重力レンズ効果による大幅な増光を利用することで、遠方の銀河にある単独の恒星を観測できることは、原理的に可能であることは知られていたが、イカロスが発見されたことで、それが現実に可能であることが実証された。今後、同様の現象の観測を重ねることで、宇宙初期に存在した恒星の性質について観測的な研究が進展するかもしれないと期待される{{R|kelly18|me91|ut5802}}。

また、イカロスの増光のしかたを観測することで、手前にある重力レンズを発生させる銀河団内における[[暗黒物質]]の分布についての理論を検証した結果、暗黒物質の大部分が恒星質量程度の[[ブラックホール]]で構成される場合、イカロスでみられたような増光のしかたにはならないことが示された。ブラックホール合体による[[重力波 (相対論)|重力波]]が検出されて以後、太陽の100倍以下の質量を持つ始原的なブラックホールが、暗黒物質の一定以上の割合を占めるような、「コンパクト・ダークマター」仮説が注目されているが、イカロスの観測結果からは、その仮説は棄却されることになる{{R|oguri18|ut5802}}。

== 脚注 ==
=== 注釈 ===
{{Reflist |group="注" |refs=
<ref name="注1">明るい方は、重力マイクロレンズ現象の極大で、増光前よりも[[フラックス]]がおよそ4倍、[[等級 (天文)|等級]]にすると1.5等程度明るくなった。</ref>
}}

=== 出典 ===
{{Reflist |colwidth=30em |refs=
<ref name="stsci-2018-13">{{Cite web |url=https://science.nasa.gov/missions/hubble/hubble-uncovers-the-farthest-star-ever-seen/ |title=Hubble Uncovers the Farthest Star Ever Seen |author=NASA [[ハッブル宇宙望遠鏡|Hubble Mission]] Team |date=2018-04-02 |publisher=[[NASA]] |accessdate=2024-09-26 }}</ref>
<ref name="kelly18">{{Citation |author=Kelly, Patrick L.; et al. |date=2018-04-02 |title=Extreme magnification of an individual star at redshift 1.5 by a galaxy-cluster lens |journal=[[ネイチャー|Nature Astronomy]] |volume=2 |pages=334-342 |doi=10.1038/s41550-018-0430-3 |bibcode=2018NatAs...2..334K |arxiv=1706.10279 }}</ref>
<ref name="oguri18">{{Citation |author=Oguri, Masamune; et al. |date=2018-01 |title=Understanding caustic crossings in giant arcs: Characteristic scales, event rates, and constraints on compact dark matter |journal=[[フィジカル・レビュー|Physical Review D]] |volume=97 |issue=2 |page=023518 |doi=10.1103/PhysRevD.97.023518 |bibcode=2018PhRvD..97b3518O }}</ref>
<ref name="ut5802">{{Cite web |url=https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/info/5802/ |title=これまでで最も遠方の単独の星の観測 |date=2018-04-03 |website=[[東京大学大学院理学系研究科・理学部]] |publisher=[[東京大学]] |accessdate=2019-03-21 }}</ref>
<ref name="hst-ff">{{Cite web |url=http://www.stsci.edu/hst/campaigns/frontier-fields/ |title=Hubble Space Telescope Frontier Fields |publisher=STScI |accessdate=2019-03-27 }}</ref>
<ref name="heic1505">{{Cite web |url=https://www.spacetelescope.org/news/heic1505/ |title=An explosive quartet |date=2015-03-05 |website=[[ハッブル宇宙望遠鏡|Hubble Space Telescope]] |publisher=[[欧州宇宙機関|ESA]] |accessdate=2019-03-27 }}</ref>
<ref name="reuters">{{Cite web |url=https://www.reuters.com/article/us-space-icarus/most-distant-star-ever-detected-sits-halfway-across-the-universe-idUSKCN1H921F |title=Most distant star ever detected sits halfway across the universe |last=Dunham |first=Will |date=2018-04-03 |publisher=[[ロイター|Reuters]] |accessdate=2019-03-21 }}</ref>
<ref name="eeh01">{{Citation |last1=Ebeling |first1=H. |last2=Edge |first2=A. C. |last3=Henry |first3=J. P. |date=2001-06 |title=MACS: A Quest for the Most Massive Galaxy Clusters in the Universe |journal=Astrophysical Journal |volume=553 |issue=2 |pages=668-676 |doi=10.1086/320958 |bibcode=2001ApJ...553..668E }}</ref>
<ref name="diego18">{{Citation |author=Diego, Jose M.; et al. |date=2018-04 |title=Dark Matter under the Microscope: Constraining Compact Dark Matter with Caustic Crossing Events |journal=Astrophysical Journal |volume=857 |issue=1 |page=25 |doi=10.3847/1538-4357/aab617 |bibcode=2018ApJ...857...25D }}</ref>
<ref name="me91">{{Citation |last=Miralda-Escude |first=Jordi |date=1991-09-20 |title=The magnification of stars crossing a caustic. I - Lenses with smooth potentials |journal=Astrophysical Journal |volume=379 |pages=94-98 |doi=10.1086/170486 |bibcode=1991ApJ...379...94M }}</ref>
}}

== 関連項目==
* [[最も近い・遠い天体の一覧]]
* [[アインシュタインの十字架]]

== 外部リンク ==
{{Commonscat|MACS J1149 Lensed Star 1}}
* {{Cite web|和書|url=https://scienceportal.jst.go.jp/newsflash/20180405_01/ |title=単独の星としては最遠90億光年先の星を観測 東京大など国際チーム |date=2018-04-05 |website=Science Portal |publisher=[[科学技術振興機構]] |accessdate=2019-03-21 }}
* {{Cite web|和書|url=https://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/9831_icarus |title=単独の星としては観測史上最遠、90億光年彼方の「イカロス」 |date=2018-04-04 |publisher=[[アストロアーツ]] |accessdate=2019-03-21 }}
* {{Cite web|和書|url=https://jp.reuters.com/article/star-idJPKCN1HA0LX |title=単独恒星で最遠の青色超巨星を観測、地球から93億光年 |date=2018-04-03 |publisher=[[ロイター]] |accessdate=2019-03-21 }}
* {{Cite web |title=Hubble Uncovers the Farthest Star Ever Seen |url=https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/hubble-uncovers-the-farthest-star-ever-seen |date=2018-04-03 |publisher=[[アメリカ航空宇宙局|NASA]] |accessdate=2019-03-21 }}
* {{Cite web |url=https://news.nationalgeographic.com/2018/04/icarus-farthest-star-universe-hubble-space-spd/ |title=This Is the Farthest Star Humans Have Ever Seen |last=Gibbens |first=Sarah |date=2018-04-03 |publisher=[[ナショナルジオグラフィック (雑誌)|National Geographic]] |accessdate=2019-03-27 }}
* {{Cite web |url=https://www.bbc.co.uk/newsround/43622156 |title=This is the most distant star ever seen! |date=2018-04-03 |publisher=[[英国放送協会|BBC]] |accessdate=2019-03-21 }}
* {{Cite web |last=Howell |first=Elizabeth |title=Rare Cosmic Alignment Reveals Most Distant Star Ever Seen |url=https://www.space.com/40171-cosmic-alignment-reveals-most-distant-star-yet.html |date=2018-04-02 |website=Space.com |accessdate=2019-03-27 }}
* {{Cite web |last=Sanders |first=Robert |title=Hubble peers through cosmic lens to capture most distant star ever seen |url=https://news.berkeley.edu/2018/04/02/cosmic-lens-helps-hubble-capture-most-distant-star-ever-seen/ |date=2018-04-02 |publisher=[[カリフォルニア大学バークレー校|UC Berkeley]] |accessdate=2019-03-21 }}
* {{Cite web |last=Parks |first=Jake |title=Hubble spots farthest star ever seen |url=http://www.astronomy.com/news/2018/04/hubble-images-farthest-star-ever-seen |date=2018-04-02 |website=[[アストロノミー|Astronomy]] |accessdate=2019-03-27 }}
* {{Cite web |title=Hubble uses cosmic lens to discover most distant star ever observed |url=http://spacetelescope.org/news/heic1807/ |date=2018-04-02 |website=[[ハッブル宇宙望遠鏡|Hubble Space Telescope]] |publisher=[[欧州宇宙機関|ESA]] |accessdate=2019-03-21 }}
* {{Cite web |url=https://www.newsweek.com/nasas-hubble-space-telescope-photographs-its-most-distant-star-ever-868339 |title=NASA's Hubble Space Telescope Photographs Its Most Distant Star Ever |last=Bartels |first=Meghan |date=2018-04-02 |publisher=[[ニューズウィーク|Newsweek]] |accessdate=2019-03-21 }}

{{DEFAULTSORT:いかろす}}
[[Category:2018年の科学]]
[[Category:恒星]]
[[Category:重力レンズ]]
[[Category:ハッブル宇宙望遠鏡]]
[[Category:しし座]]
[[Category:暗黒物質]]
[[Category:天文学に関する記事]]