オリオン座の「剣」に当たる巨大な星の爆発

ハワイ望遠鏡を使用して前例のない詳細でマッピングされた、オリオン座の「剣」に当たる巨大な星の爆発
投稿日: 2022年 9月 6日


ケックII望遠鏡が捉えたオリオンの光解離領域の赤外線画像。
クレジット: Habart et al./WM Keck Observatory
ハワイ島マウナケア-ハワイ島のWMケック天文台を使用している天文学者は、有名なオリオン座が大質量の若い星からの紫外線 (UV) 放射でザッピングされるゾーンのこれまでに撮影された最も詳細で完全な画像をマウナケアからキャプチャしました。

光解離領域 (PDR) と呼ばれるこの照射されたニュートラル ゾーンは、オリオン星雲内のオリオン バーにあり、オリオンの「ベルト」からぶら下がっている「剣」の真ん中にある活発な星形成サイトです。肉眼で見ると、星雲は星座の星の 1 つと間違われることがよくあります。望遠鏡で見ると、フォトジェニックな星雲は、地球から 1,350 光年離れたところにある輝くガス状の恒星の苗床として見えます。
ケック天文台のスタッフ天文学者であるカルロス・アルバレス氏は、次のように述べています。および研究の共著者。
オリオン星雲は、私たちに最も近い大質量星形成領域であり、太陽系が誕生した環境に似ている可能性があるため、その PDR (星の光によって加熱される領域) を研究することは、星がどのように機能するかについての手がかりを見つけるのに理想的な場所です。そして惑星が生まれる。
「光解離領域を観察することは、私たちの過去を調べるようなものです」と、パリサクレー大学の天体物理学研究所の准教授であり、この研究に関する論文の筆頭著者である Emilie Habart は述べています。「これらの領域は、若い星が生まれたガスや塵の雲、特に太陽のような星が形成される場所にどのように影響するかを理解できるため、重要です。」
この研究は、ジャーナルAstronomy & Astrophysicsでの出版が承認されており、arXiv.org でプレプリント形式で入手できます。
これらのパスファインダー観測は、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) のアーリー リリース サイエンス (ERS) プログラムPDRs4All : 大質量星の放射フィードバック (ID1288) の計画に役立ちました。PDRs4All プログラムは、Berne、Habart 、Peeters らによる太平洋天文学会の出版物に記載されています。（2022年）。

方法論
オリオン座の PDR を調査するために、PDRs4All チームはケック天文台の第 2 世代近赤外線カメラ (NIRC2) をケック II 望遠鏡の補償光学システムと組み合わせて使用しました。彼らはこの領域を非常に詳細に画像化することに成功し、研究者はオリオン棒のさまざまな下部構造 (尾根、フィラメント、小球、プロプリド (若い星の周りの外部から照射された光蒸発円盤) など) を空間的に分解して区別することができました。星雲のガスと塵の混合物を彫刻しました。


左: ハッブル宇宙望遠鏡によるオリオン棒のモザイク。クレジット: NASA/STScI/Rice Univ./C.O'Dell et al. NIRC2 ワイド カメラの視野は黄色の四角で示されています。右: ケック天文台の NIRC2 装置で得られたオリオン バーの赤外線ヒート マップは、プロプリドなどの下部構造を明らかにします。クレジット: Habart et al./WM Keck Observatory
「これまで、星間物質の構造が環境にどのように依存しているか、特に大質量星から強い照射を受けた環境で惑星系がどのように形成されるかを小規模で観察できたことはありませんでした」と Habart 氏は述べています。「これにより、惑星系における星間物質の遺産、つまり私たちの起源をよりよく理解できるようになるかもしれません。」
巨大な若い星は大量の紫外線を放出し、その局所環境の物理と化学に影響を与えます。星が本来の雲に注入するこのエネルギーの急増がどのように影響を与え、星の形成を形成するかはまだよくわかっていません。
オリオン棒のケック天文台の新しい画像は、PDR 内のガスが高温のイオン化ガスから高温の原子、低温の分子ガスに変化する場所を詳細に明らかにするため、このプロセスに対する天文学者の理解を深めるのに役立ちます。高密度で冷たい分子ガスは星形成に必要な燃料であるため、この変換をマッピングすることは重要です。

次は何ですか
ケック天文台からのこれらの新しい観測は、JWST の目標の 1 つであり、今後数週間で観測されると予想されるオリオン バーの JWST 観測の計画に情報を提供しました。

「この作業の最もエキサイティングな側面の 1 つは、ケックが JWST 時代に基本的な役割を果たしているのを見ることです」と Alvarez 氏は述べています。「JWST は Orion Bar やその他の PDR を深く掘り下げることができるようになり、Keck は JWST の初期の科学的成果を検証するのに役立ちます。2 つの望遠鏡を組み合わせることで、PDR のガスと化学組成の特性に関する独自の洞察を得ることができ、これらの魅力的な星爆発領域の性質を理解するのに役立ちます。」

NIRC2について
近赤外線カメラ、第 2 世代 (NIRC2) は、Keck II 補償光学システムと組み合わせて動作し、近赤外線波長で非常に鮮明な画像を取得し、光学波長でハッブル宇宙望遠鏡によって達成される空間解像度と同等またはそれ以上の空間解像度を実現します。 . NIRC2 はおそらく、私たちの銀河の中心に巨大なブラック ホールが存在する決定的な証拠を提供するのに役立ったことで最もよく知られています。また、天文学者は NIRC2 を使用して、太陽系天体の表面の特徴をマッピングし、他の星を周回する惑星を検出し、遠方の銀河の詳細な形態を研究しています。

適応光学について
WM ケック天文台は、適応光学 (AO) の分野における著名なリーダーです。これは、地球の大気の乱れによって引き起こされる歪みを除去する画期的な技術です。ケック天文台は、ナチュラル ガイド スター (NGS) とレーザー ガイド スター適応光学 (LGS AO) の両方の天文学的使用を開拓し、現在のシステムは近赤外線波長でハッブル宇宙望遠鏡よりも 3 ～ 4 倍鮮明な画像を提供しています。AO は、星 HR8799 を周回する 4 つの巨大な惑星を画像化し、天の川銀河の中心にある巨大なブラック ホールの質量を測定し、遠方の銀河で新しい超新星を発見し、それらの前駆体である特定の星を特定しました。この技術に対するサポートは、Bob and Renee Parsons Foundation、Change Happens Foundation、

WMケック天文台について
WM ケック天文台の望遠鏡は、地球上で最も科学的に生産性の高いものの 1 つです。ハワイ島のマウナケア山頂にある 2 つの 10 メートルの光学/赤外線望遠鏡には、イメージャー、多天体分光器、高解像度分光器、積分フィールド分光器、世界をリードするレーザー ガイド スター適応光学システムなどの一連の高度な機器が搭載されています。 . ここに示されているデータの一部は、カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学、および米国航空宇宙局の間の科学的パートナーシップとして運営されている民間の 501(c) 3 非営利組織であるケック天文台で取得されました。天文台は、WM ケック財団の寛大な財政支援によって可能になりました。著者は、マウナケア山頂が常にネイティブ ハワイアン コミュニティ内で持っていた非常に重要な文化的役割と敬意を認識し、認めたいと考えています。この山から観測を行う機会を得られたことは非常に幸運です。