若い星を取り巻くガスとチリの円盤を観測してみると、チリの外側にガスでできた複雑な渦巻き模様が見つかりました。
惑星が誕生する現場は、想像以上に複雑でカオスな状態になっているのかもしれません。
若い星の周りにできるガスとチリの円盤
太陽系の惑星も太陽系外惑星も、若い星の周りにできるガスとチリの円盤“原始惑星系円盤”の中で生まれます。
アルマ望遠鏡は、その高い解像度を活かして、これまでたくさんの惑星誕生現場を撮影。
その多くには、同心円状のリングや隙間といった構造があり、まさに生まれつつある惑星がそこにある可能性を示していました。
最も有名なのは“おうし座HL星”や“うみへび座TW星”の原始惑星系円盤ですが、すべての原始惑星系円盤が、これほど整った形をしているとは限らないんですねー
今回、アルマ望遠鏡が観測したのは地球から約520光年の彼方に位置する“おおかみ座RU星”。
ここには、私たちの理解を超えるガスでできた立派な渦巻き腕があり、それはチリの円盤よりもはるかに大きいようです。
ガスでできた立派な渦巻き腕の発見
これまでにもアルマ望遠鏡で観測されていた“おおかみ座RU星”。
DSHARPと名付けられたプロジェクトでは、原始惑星系円盤にリング模様があることが明らかになっています。
今回、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの研究チームが気付いたのは、“おおかみ座RU星”を取り巻く円盤の外側に、かすかに一酸化炭素分子ガスが広がっていること。
そこで研究チームではガスの分布に注目、アルマ望遠鏡を使ってチリではなくガスの分布を観測しています。
原始惑星系円盤には、実はチリよりもガスの方が豊富に含まれています。
惑星の“種”を作るのに必要なのがチリで、ガスは惑星大気の材料になります。
観測の結果、明らかになったのは、チリの円盤の外側にガスでできた立派な渦巻き腕が存在していること。
その大きさは、中心からおよそ1000天文単位にも及び、半径60天文単位のチリの円盤と比べるとはるかに大きいものでした。
これまで、アルマ望遠鏡が行ってきた原始惑星系円盤に含まれるチリの観測は、惑星形成に対する理解を大きく変革してきました。
ただ、今回得られたガスの分布が示していたのは、その理解ですらも単純化し過ぎたものであったこと。
チリの円盤は非常にきれいに揃ったリング構造をしていましたが、このことから推測されるよりも、実際の惑星誕生の現場はずっとカオスな状態にあるようです。
今回のガスの渦巻き模様は、アルマ望遠鏡を使った長時間観測により見えてきものです。
っということは、これまでの観測では惑星形成環境の全貌がとらえきれていなかったということに…
そう、他の原始惑星系円盤でも、ガスの構造を見逃している可能性があるということになります。
ガスの渦巻き模様ができる原因について、今回の研究では複数のシナリオを提示しています。
ただ、これらのどのシナリオも、観測結果を完全には説明することができていません。
なので、まだ知られていないメカニズムが惑星形成の途中で生じているのかもしれません。
“おおかみ座RU星”と似た構造の円盤を持つ別の星が見つかれば、それらを比較することで謎を解く手がかりが得られるかもしれません。
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惑星が誕生する現場は、想像以上に複雑でカオスな状態になっているのかもしれません。
若い星の周りにできるガスとチリの円盤
太陽系の惑星も太陽系外惑星も、若い星の周りにできるガスとチリの円盤“原始惑星系円盤”の中で生まれます。
アルマ望遠鏡は、その高い解像度を活かして、これまでたくさんの惑星誕生現場を撮影。
その多くには、同心円状のリングや隙間といった構造があり、まさに生まれつつある惑星がそこにある可能性を示していました。
最も有名なのは“おうし座HL星”や“うみへび座TW星”の原始惑星系円盤ですが、すべての原始惑星系円盤が、これほど整った形をしているとは限らないんですねー
今回、アルマ望遠鏡が観測したのは地球から約520光年の彼方に位置する“おおかみ座RU星”。
ここには、私たちの理解を超えるガスでできた立派な渦巻き腕があり、それはチリの円盤よりもはるかに大きいようです。
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| “おおかみ座RU星”を取り巻くガスの円盤（アルマ望遠鏡による観測）。渦巻き模様の構造は1000天文単位の大きさにまで広がっている。（Credit: Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Huang; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello） |
ガスでできた立派な渦巻き腕の発見
これまでにもアルマ望遠鏡で観測されていた“おおかみ座RU星”。
DSHARPと名付けられたプロジェクトでは、原始惑星系円盤にリング模様があることが明らかになっています。
DSHARP（Disk Substructures at High Angular Resolution Project：高解像度による原始惑星系円盤構造観測プロジェクト）では、20個の若い星をアルマ望遠鏡の高い解像度で観測し、星の周りにある原始惑星系円盤の姿をとらえることを目的としている。
このリング模様は、原始惑星系円盤の内側に今まさに形成途中の惑星がある可能性を示していました。今回、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの研究チームが気付いたのは、“おおかみ座RU星”を取り巻く円盤の外側に、かすかに一酸化炭素分子ガスが広がっていること。
そこで研究チームではガスの分布に注目、アルマ望遠鏡を使ってチリではなくガスの分布を観測しています。
原始惑星系円盤には、実はチリよりもガスの方が豊富に含まれています。
惑星の“種”を作るのに必要なのがチリで、ガスは惑星大気の材料になります。
観測の結果、明らかになったのは、チリの円盤の外側にガスでできた立派な渦巻き腕が存在していること。
その大きさは、中心からおよそ1000天文単位にも及び、半径60天文単位のチリの円盤と比べるとはるかに大きいものでした。
1天文単位は太陽～地球間の平均距離、約1億5000万キロに相当する。
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| アルマ望遠鏡が観測した、若い星“おおかみ座RU星”の周囲の原始惑星系円盤。左下は、星のすぐ近くを取り巻くチリの円盤で、リングや隙間が見えている。今回はより広い領域に広がるガスを観測し、チリの円盤よりも巨大な渦巻き模様があることが分かった。（Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Huang and S. Andrews; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello） |
ただ、今回得られたガスの分布が示していたのは、その理解ですらも単純化し過ぎたものであったこと。
チリの円盤は非常にきれいに揃ったリング構造をしていましたが、このことから推測されるよりも、実際の惑星誕生の現場はずっとカオスな状態にあるようです。
今回のガスの渦巻き模様は、アルマ望遠鏡を使った長時間観測により見えてきものです。
っということは、これまでの観測では惑星形成環境の全貌がとらえきれていなかったということに…
そう、他の原始惑星系円盤でも、ガスの構造を見逃している可能性があるということになります。
ガスの渦巻き模様ができる原因について、今回の研究では複数のシナリオを提示しています。
- ガス円盤は質量が大きいので自らの重力で形が崩れつつある。
- “おおかみ座RU星”に別の星が近づき、その重力の影響で円盤が並みだった。
ただ、これらのどのシナリオも、観測結果を完全には説明することができていません。
なので、まだ知られていないメカニズムが惑星形成の途中で生じているのかもしれません。
“おおかみ座RU星”と似た構造の円盤を持つ別の星が見つかれば、それらを比較することで謎を解く手がかりが得られるかもしれません。
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