ウェッブはフォーマルハウトの小惑星帯を探し、さらに多くのことを発見しました

以前、直接撮影された系外惑星として話題になった。塵の塊フォーマルハウトｂはジェームスウェッブ宇宙望遠鏡でも見えますが解像度の良いウェッブで見ると系外惑星には見えない。中間赤外線波長23μで見ると目立ちます。以下、機械翻訳。
ウェッブはフォーマルハウトの小惑星帯を探し、さらに多くのことを発見しました
オレンジ色の楕円が 7 時位置から 1 時位置まで伸びています。 目立つ外側のリング、暗いギャップ、中間のリング、狭い暗いギャップ、明るい内側のディスクが特徴です。 中央には、データの欠如を示すギザギザの黒いスポットがあります。
若い星フォーマルハウトを取り囲む塵の多い破片円盤のこの画像は、ウェッブの中間赤外線装置 (MIRI) からのものです。それは、星から 230億キロメートルまで伸びる 3 つの入れ子になった帯を明らかにします。これまで見たことのないインナーベルトは、ウェッブによって初めて公開されました。
クレジット: NASA、ESA、CSA、A. Gáspár (アリゾナ大学)。画像処理：A. Pagan (STScI)
天文学者は、NASA のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して近くの若い星、フォーマルハウトの周りの暖かい塵を撮影し、赤外線で太陽系の外で初めて見た小惑星帯を研究しました。しかし驚いたことに、塵の多い構造は、太陽系の小惑星やカイパー ダスト ベルトよりもはるかに複雑です。全体として、星から 230億キロメートルまで伸びる 3 つの入れ子になったベルトがあります。これは、太陽から地球までの距離の 150 倍です。最も外側のベルトのスケールは、太陽系の小さな天体と海王星の外側の冷たい塵からなるカイパー ベルトのスケールのおよそ 2 倍です。これまで見たことのないインナーベルトは、ウェッブによって初めて公開されました。


James Webb Space Telescope: Formalhaut というラベルの付いた画像。 オレンジ色の楕円が 7 時位置から 1 時位置まで伸びています。 目立つ外側のリング、暗いギャップ、中間のリング、狭い暗いギャップ、明るい内側のディスクが特徴です。
若い星フォーマルハウトを取り囲む塵の多い破片円盤のこの画像は、ウェッブの中間赤外線装置 (MIRI) からのものです。それは、星から 230 億キロメートルまで伸びる 3 つの入れ子になった帯を明らかにします。これまで見たことのないインナーベルトは、ウェッブによって初めて公開されました。左のラベルは、個々の機能を示しています。右側では、大きな塵の雲が強調表示されており、引き出しはそれを 2 つの赤外線波長 (23 ミクロンと 25.5 ミクロン) で示しています。
クレジット: NASA、ESA、CSA、A. Gáspár (アリゾナ大学)。画像処理：A. Pagan (STScI)
ベルトは若い熱い星を取り囲んでおり、この星は南の星座うお座アウストリヌスで最も明るい星として肉眼で見ることができます。ダスト ベルトは、小惑星や彗星に似た、より大きな天体の衝突による破片であり、「破片円盤」と呼ばれることがよくあります。アリゾナ大学ツーソン校の András Gáspár 氏は次のように述べています。これらの結果を説明します。「これらのリングのパターンを見ることで、実際に惑星系がどのように見えるべきかについての小さなスケッチを始めることができます。疑わしい惑星を見るのに十分な深さの写真を実際に撮ることができれば.」

ハッブル宇宙望遠鏡とハーシェル宇宙天文台、およびアタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ (ALMA) は、以前に最も外側のベルトの鮮明な画像を撮影しました。しかし、内部に構造物を見つけた者は一人もいませんでした。内側のベルトは、Webb によって初めて赤外光で解像されました。「ウェッブが本当に優れているところは、それらの内部領域のほこりからの熱グローを物理的に解決できることです。そのため、これまで見ることができなかった内側のベルトを見ることができます」と、アリゾナ大学のチームの別のメンバーである Schuyler Wolff 氏は述べています。

ハッブル、アルマ望遠鏡、ウェッブがタッグを組んで、多数の星の周りの破片円盤の全体像を組み立てています。「ハッブルと ALMA を使用して、多数のカイパー ベルト アナログを画像化することができ、外側の円盤がどのように形成され進化するかについて多くのことを学びました」と Wolff 氏は述べています。「しかし、他の場所にある十数か所の小惑星帯を撮影できるようにするには、ウェッブが必要です。ハッブル宇宙望遠鏡やアルマ望遠鏡がより冷たい外側の領域について教えてくれたのと同じくらい、これらの円盤の内側の暖かい領域について学ぶことができます。」

これらのベルトは、目に見えない惑星によって生み出される重力によって刻まれている可能性が最も高い. 同様に、私たちの太陽系内では木星が小惑星帯を囲み、カイパーベルトの内縁は海王星によって削られ、外縁はその先にあるまだ見えていない天体によって守られている可能性があります。ウェッブがより多くのシステムを画像化するにつれて、私たちは彼らの惑星の構成について学びます.

フォーマルハウトのダスト リングは、NASA の赤外線天文衛星 (IRAS) による観測で 1983 年に発見されました。リングの存在は、ハワイのマウナケアにあるサブミリ波望遠鏡、NASA のスピッツァー宇宙望遠鏡、およびカリフォルニア工科大学のサブミリ波天文台を使用した以前のより長い波長の観測からも推測されています。

「フォーマルハウトの周りのベルトはミステリー小説のようなものです。惑星はどこにあるのでしょうか?」別のチーム メンバーであり、これらの観察を行った Webb's Mid-Infrared Instrument (MIRI) の米国科学リーダーである George Rieke 氏は、次のように述べています。「おそらく、この星の周りに本当に興味深い惑星系があると言っても過言ではないと思います。」

「第 2 の中間帯、そしてより広い小惑星帯という、より複雑な構造になるとはまったく予想していませんでした」と Wolff 氏は付け加えました。「その構造は非常にエキサイティングです。なぜなら、天文学者が円盤に隙間やリングを見つけるたびに、彼らは『リングを形成する惑星が埋め込まれている可能性がある!』と言うからです。」

Webb はまた、Gáspár が「大きな塵の雲」と名付けたものをイメージしました。これは、2 つの原始惑星体の間の外輪で衝突が発生した証拠である可能性があります。これは、ハッブル宇宙望遠鏡が 2008 年に外輪の内側で最初に発見した疑わしい惑星とは異なる特徴です。その後のハッブル観測では、 2014 年までにこの物体は消滅したことが示されました。もっともらしい解釈は、この新しく発見された特徴は、以前のものと同様に、互いに衝突した2つの氷の物体からの非常に細かい塵の粒子の拡大雲であるということです.

星の周りに原始惑星系円盤があるという考えは、1700 年代後半に天文学者のイマヌエル カントとピエール シモン ラプラスが独自に開発した理論にまでさかのぼります。太陽と惑星は回転するガス雲から形成され、重力によって崩壊して平らになったという理論です。デブリディスクは、惑星の形成とシステム内の原始ガスの分散に続いて、後で発達します。彼らは、小惑星のような小さな天体が破滅的に衝突し、その表面を粉々にして塵やその他の破片の巨大な雲になっていることを示しています。それらの塵の観測は、地球サイズの惑星や、小さすぎて個別に見ることができない小惑星にまで及ぶ、系外惑星系の構造へのユニークな手がかりを提供します。

チームの結果はNature Astronomy誌に掲載されています。

ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、世界有数の宇宙科学天文台です。フォーマルハウトの観測では、NASA と ESA (欧州宇宙機関) によって提供された中赤外線装置 (MIRI) を利用しました。この装置は、国家が資金を提供する欧州研究所 (MIRI 欧州コンソーシアム) のコンソーシアムと NASA のジェット推進によって設計および構築されました。研究所、アリゾナ大学と提携。ウェッブは、太陽系の謎を解き明かし、他の星の周りの遠い世界を見渡し、神秘的な構造と宇宙の起源、そして宇宙における私たちの場所を探ります。Webb は、NASA とそのパートナーである ESA およびカナダ宇宙庁が主導する国際的なプログラムです。

ウェッブの詳細については、次のサイトをご覧ください。

https://www.nasa.gov/webb

最終更新日: 2023年 5月 9日
タグ: ゴダード宇宙飛行センター　　ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡