天文学：塵の多いスターバースト銀河で支配的な星の種族は宇宙時間にわたり大質量星だった
Nature 558, 7709 doi: 10.1038/s41586-018-0196-x
宇宙における星形成の全ての計測では、通常はまれな大質量星（質量が太陽の8倍を超える）の星形成率から、恒星の質量スペクトルの全範囲にわたる全星形成率を外挿するために、星の初期質量関数と呼ばれる恒星質量の初期分布を仮定する必要がある。さまざまな銀河種族における星の初期質量関数の形は、宇宙時間にわたる銀河の形成や進化に関する我々の理解の基盤である。近傍銀河における星の初期質量関数の古典的な決定は従来、紫外、可視光、近赤外の波長で行われてきたが、塵で隠された銀河、特に見かけの星形成率が銀河系の星形成率の数百倍から数千倍である遠方のスターバースト銀河の内部はこうした波長では探査できず、サブミリメートル（静止座標系で遠赤外線）の波長で観測されている。低温の分子ガスにおける13C/18Oの同位体存在比は、13COとC18Oの同位体置換体の回転遷移を通して調べることができる、星の初期質量関数の感度の良い指標であり、その測定は塵の悪影響を受けない。本論文では、赤方偏移が約2～3の位置にある、塵で覆われた4個のスターバースト銀河のサンプルについて13COとC18Oの放射を観測し、それらの全てにおいて、重い星の割合が大きい（top-heavy）初期質量関数を示す明白な証拠を見いだしたことを報告する。今回の観測対象の全てにおいて13CO/C18O比は低く、これは銀河系を基準としてよく検証されている詳細な化学進化モデルと共に、スターバースト事象では、星形成している通常の渦巻銀河よりも大質量星がかなり多く存在することを示唆している。今回の結果は、こうした特異なスターバースト銀河を星形成銀河の「主系列」に近づけ得るものだが、そうした主系列の銀河は、その星形成密度に依存して星の初期質量関数の変化に影響を受ける可能性がある。
