原始惑星系円盤の水は分子雲から存在し、ガスから氷まで姿を変えながら惑星や彗星に取り込まれる。というシナリオになるらしい。以下、機械翻訳。
天文学者は太陽系の水のミッシングリンクを見つける
2023年 3月 8日
恒星 V883 Orionis の周りの惑星を形成する円盤内の水 (アーティストの印象)
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) を使用して、天文学者は恒星 V883 Orionis の周りの惑星を形成する円盤にガス状の水を検出しました。この水は、星を形成するガス雲から惑星への水の旅を説明する化学的特徴を持っており、地球上の水は太陽よりも古いという考えを支持しています。
米国国立電波天文台の天文学者で、本日 Nature に掲載された研究の筆頭著者である John J. Tobin は、次のように述べてい ます。
この発見は、地球から約 1300 光年離れた惑星を形成する円盤であるオリオン座 V883 の水の組成を研究することによって行われました。ガスとちりの雲が崩壊すると、その中心に星が形成されます。星の周りでは、雲からの物質も円盤を形成しています。数百万年の間に、円盤内の物質が集まって彗星、小惑星、そして最終的に惑星を形成します。トービンと彼のチームは、ヨーロッパ南天天文台 (ESO) がパートナーであるアルマ望遠鏡を使用して、水の化学的特徴と、星を形成する雲から惑星までの経路を測定しました。
水は通常、酸素原子 1 個と水素原子 2 個で構成されています。Tobin のチームは、水素原子の 1 つが重水素 (水素の重い同位体)で置き換えられた、わずかに重いバージョンの水を研究しました。単純水と重水は異なる条件で生成されるため、その比率を使用して、いつ、どこで水が生成されたかを追跡できます。たとえば、一部の太陽系彗星のこの比率は、地球上の水の比率と類似していることが示されています。これは、彗星が地球に水を届けた可能性があることを示唆しています。
雲から若い星へ、そしてその後彗星から惑星への水の旅は以前に観察されていましたが、これまで若い星と彗星の間のつながりはありませんでした. 「V883 Orionis は、この場合ミッシング リンクです」とトービンは言います。「円盤内の水の組成は、私たち自身の太陽系の彗星の組成と非常に似ています。これは、惑星系の水が、太陽より何十億年も前に星間空間で形成され、彗星と地球の両方に比較的変化せずに受け継がれてきたという考えを裏付けるものです。」
しかし、水を観察するのは難しいことが判明しました。「惑星を形成する円盤の水のほとんどは氷として凍っているため、通常、私たちの視界から隠されています」と、共著者でオランダのライデン天文台の博士課程の学生であるマーゴット・リームカーは言います。ガス状の水は、分子が回転して振動するときに放出される放射線のおかげで検出できますが、分子の動きがより制限されている水が凍結している場合、これはより複雑になります。ガス状の水は、円盤の中心、星の近くにあり、温度が高くなります。しかし、これらの近接領域は塵の円盤自体によって隠され、小さすぎて私たちの望遠鏡で撮影することもできません。
幸いなことに、V883 Orionis ディスクは最近の研究で異常に熱くなっていることが示されました。星からの劇的なエネルギーの爆発により、円盤が加熱され、「水がもはや氷ではなく気体の状態になるまで温度が上昇し、それを検出できるようになります」とトービンは言います。
チームは、チリ北部にある一連の電波望遠鏡であるアルマ望遠鏡を使用して、オリオン座 V883 のガス状の水を観察しました。その感度と細部を識別する能力のおかげで、水を検出してその組成を決定し、ディスク内の分布をマッピングすることができました。観測から、彼らはこのディスクが地球のすべての海の少なくとも1200倍の量の水を含んでいることを発見しました.
将来的には、ESO の超大型望遠鏡とその第 1 世代の機器METISを使用したいと考えています。この中赤外線装置は、これらのタイプのディスク内の水の気相を分解することができ、星を形成する雲から太陽系までの水の経路のリンクを強化します。「これにより、惑星を形成する円盤の氷とガスをより完全に把握できるようになります」と Leemker 氏は結論付けています。
詳しくは
この研究は、「重水素が豊富な水が惑星形成ディスクを彗星と原始星に結びつける」という論文で発表され、 Natureに掲載されました(doi: 10.1038/s41586-022-05676-z)。
チームは、John J. Tobin (National Radio Astronomy Observatory, USA)、Merel LR van't Hoff (Department of Astronomy, University of Michigan, USA)、Margot Leemker (Leiden Observatory, Leiden University, the Netherlands [ライデン]) で構成されています。 ) , Ewine F. van Dishoeck (ライデン), Teresa Paneque-Carreño (ライデン; ヨーロッパ南天天文台, ドイツ), 古屋健司 (国立天文台, 日本), Daniel Harsono (国立清華大学天文学研究所, 台湾) )、Magnus V. Persson (Department of Space, Earth and Environment, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Sweden), L. Ilsedore Cleeves (Department of Astronomy, University of Virginia, USA), Patrick D. Sheehan (Center forノースウェスタン大学、天文学の学際的探査と研究、USA) および Lucas Cieza (Núcleo de Astronomia, Facultad de Ingeniería, Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons, Universidad Diego Portales, Chile)。
ヨーロッパ南天天文台 (ESO) は、世界中の科学者が宇宙の秘密を発見し、すべての人に利益をもたらすことを可能にします。私たちは、天文学者がエキサイティングな問題に取り組み、天文学の魅力を広めるために地上で世界クラスの天文台を設計、建設、運営し、天文学における国際協力を促進しています。1962 年に政府間組織として設立された ESO は、現在 16 の加盟国 (オーストリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、英国）、開催国であるチリ、および戦略的パートナーとしてのオーストラリアとともに。ESO の本部とそのビジター センターおよびプラネタリウムである ESO 超新星は、ドイツのミュンヘンの近くにあり、チリのアタカマ砂漠は、空を観察するためのユニークな条件を備えた素晴らしい場所は、私たちの望遠鏡をホストしています. ESO は、La Silla、Paranal、Chajnantor の 3 つの観測サイトを運営しています。Paranal では、ESO は超大型望遠鏡とその超大型望遠鏡干渉計、および VISTA などの調査望遠鏡を運用しています。また、ESO は Paranal で、世界最大かつ最も感度の高いガンマ線天文台である Cherenkov Telescope Array South をホストし、運用します。国際的なパートナーと共に、ESO は Chajnantor で ALMA を運用しています。これは、ミリおよびサブミリの範囲で空を観測する施設です。Paranal 近くの Cerro Armazones では、「世界最大の空を見る目」である ESO の超大型望遠鏡を構築しています。チリのサンティアゴにあるオフィスから、チリでの事業をサポートし、チリのパートナーや社会と協力しています。
リンク
研究論文
アルマ望遠鏡の写真
天文学者は太陽系の水のミッシングリンクを見つける
2023年 3月 8日
恒星 V883 Orionis の周りの惑星を形成する円盤内の水 (アーティストの印象)
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) を使用して、天文学者は恒星 V883 Orionis の周りの惑星を形成する円盤にガス状の水を検出しました。この水は、星を形成するガス雲から惑星への水の旅を説明する化学的特徴を持っており、地球上の水は太陽よりも古いという考えを支持しています。
米国国立電波天文台の天文学者で、本日 Nature に掲載された研究の筆頭著者である John J. Tobin は、次のように述べてい ます。
この発見は、地球から約 1300 光年離れた惑星を形成する円盤であるオリオン座 V883 の水の組成を研究することによって行われました。ガスとちりの雲が崩壊すると、その中心に星が形成されます。星の周りでは、雲からの物質も円盤を形成しています。数百万年の間に、円盤内の物質が集まって彗星、小惑星、そして最終的に惑星を形成します。トービンと彼のチームは、ヨーロッパ南天天文台 (ESO) がパートナーであるアルマ望遠鏡を使用して、水の化学的特徴と、星を形成する雲から惑星までの経路を測定しました。
水は通常、酸素原子 1 個と水素原子 2 個で構成されています。Tobin のチームは、水素原子の 1 つが重水素 (水素の重い同位体)で置き換えられた、わずかに重いバージョンの水を研究しました。単純水と重水は異なる条件で生成されるため、その比率を使用して、いつ、どこで水が生成されたかを追跡できます。たとえば、一部の太陽系彗星のこの比率は、地球上の水の比率と類似していることが示されています。これは、彗星が地球に水を届けた可能性があることを示唆しています。
雲から若い星へ、そしてその後彗星から惑星への水の旅は以前に観察されていましたが、これまで若い星と彗星の間のつながりはありませんでした. 「V883 Orionis は、この場合ミッシング リンクです」とトービンは言います。「円盤内の水の組成は、私たち自身の太陽系の彗星の組成と非常に似ています。これは、惑星系の水が、太陽より何十億年も前に星間空間で形成され、彗星と地球の両方に比較的変化せずに受け継がれてきたという考えを裏付けるものです。」
しかし、水を観察するのは難しいことが判明しました。「惑星を形成する円盤の水のほとんどは氷として凍っているため、通常、私たちの視界から隠されています」と、共著者でオランダのライデン天文台の博士課程の学生であるマーゴット・リームカーは言います。ガス状の水は、分子が回転して振動するときに放出される放射線のおかげで検出できますが、分子の動きがより制限されている水が凍結している場合、これはより複雑になります。ガス状の水は、円盤の中心、星の近くにあり、温度が高くなります。しかし、これらの近接領域は塵の円盤自体によって隠され、小さすぎて私たちの望遠鏡で撮影することもできません。
幸いなことに、V883 Orionis ディスクは最近の研究で異常に熱くなっていることが示されました。星からの劇的なエネルギーの爆発により、円盤が加熱され、「水がもはや氷ではなく気体の状態になるまで温度が上昇し、それを検出できるようになります」とトービンは言います。
チームは、チリ北部にある一連の電波望遠鏡であるアルマ望遠鏡を使用して、オリオン座 V883 のガス状の水を観察しました。その感度と細部を識別する能力のおかげで、水を検出してその組成を決定し、ディスク内の分布をマッピングすることができました。観測から、彼らはこのディスクが地球のすべての海の少なくとも1200倍の量の水を含んでいることを発見しました.
将来的には、ESO の超大型望遠鏡とその第 1 世代の機器METISを使用したいと考えています。この中赤外線装置は、これらのタイプのディスク内の水の気相を分解することができ、星を形成する雲から太陽系までの水の経路のリンクを強化します。「これにより、惑星を形成する円盤の氷とガスをより完全に把握できるようになります」と Leemker 氏は結論付けています。
詳しくは
この研究は、「重水素が豊富な水が惑星形成ディスクを彗星と原始星に結びつける」という論文で発表され、 Natureに掲載されました(doi: 10.1038/s41586-022-05676-z)。
チームは、John J. Tobin (National Radio Astronomy Observatory, USA)、Merel LR van't Hoff (Department of Astronomy, University of Michigan, USA)、Margot Leemker (Leiden Observatory, Leiden University, the Netherlands [ライデン]) で構成されています。 ) , Ewine F. van Dishoeck (ライデン), Teresa Paneque-Carreño (ライデン; ヨーロッパ南天天文台, ドイツ), 古屋健司 (国立天文台, 日本), Daniel Harsono (国立清華大学天文学研究所, 台湾) )、Magnus V. Persson (Department of Space, Earth and Environment, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Sweden), L. Ilsedore Cleeves (Department of Astronomy, University of Virginia, USA), Patrick D. Sheehan (Center forノースウェスタン大学、天文学の学際的探査と研究、USA) および Lucas Cieza (Núcleo de Astronomia, Facultad de Ingeniería, Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons, Universidad Diego Portales, Chile)。
ヨーロッパ南天天文台 (ESO) は、世界中の科学者が宇宙の秘密を発見し、すべての人に利益をもたらすことを可能にします。私たちは、天文学者がエキサイティングな問題に取り組み、天文学の魅力を広めるために地上で世界クラスの天文台を設計、建設、運営し、天文学における国際協力を促進しています。1962 年に政府間組織として設立された ESO は、現在 16 の加盟国 (オーストリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、英国）、開催国であるチリ、および戦略的パートナーとしてのオーストラリアとともに。ESO の本部とそのビジター センターおよびプラネタリウムである ESO 超新星は、ドイツのミュンヘンの近くにあり、チリのアタカマ砂漠は、空を観察するためのユニークな条件を備えた素晴らしい場所は、私たちの望遠鏡をホストしています. ESO は、La Silla、Paranal、Chajnantor の 3 つの観測サイトを運営しています。Paranal では、ESO は超大型望遠鏡とその超大型望遠鏡干渉計、および VISTA などの調査望遠鏡を運用しています。また、ESO は Paranal で、世界最大かつ最も感度の高いガンマ線天文台である Cherenkov Telescope Array South をホストし、運用します。国際的なパートナーと共に、ESO は Chajnantor で ALMA を運用しています。これは、ミリおよびサブミリの範囲で空を観測する施設です。Paranal 近くの Cerro Armazones では、「世界最大の空を見る目」である ESO の超大型望遠鏡を構築しています。チリのサンティアゴにあるオフィスから、チリでの事業をサポートし、チリのパートナーや社会と協力しています。
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研究論文
アルマ望遠鏡の写真
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