アルマ望遠鏡とVLAで行われた赤ちゃん星の大規模観測

オリオン座分子雲にある原始星とその周囲にある原始惑星系円盤をとらえた画像です。アルマ望遠鏡の画像(青)とアメリカにある電波望遠鏡カール・G・ジャンスキーVLA(Very Large Array)の画像(オレンジ)を重ね合わせたもので、青は円盤全体、オレンジは中心星に近い領域を示しています。観測された300以上の天体の中の一部の画像を並べたものです。Image Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

ガスと塵の雲(星間雲)の中の高密度な領域が収縮することから星の形成は始まります。収縮するときに雲は回転し始め、やがて原始星の周りに回転するガスと塵の円盤(原始惑星系円盤)ができます。ほとんどの恒星は惑星を持っていますが、それらの惑星は原始惑星系円盤の中で形成されます。若い星は非常に暗く、またガスと塵の雲に取り囲まれています。しかし電波望遠鏡を使うと、そのような若い星の周囲にある円盤を観測することができます。

研究チームはアルマ望遠鏡とVLAを使い、オリオン座分子雲にある多くの原始星の観測を行いました。この観測は「VLA/ALMA Nascent Disk and Multiplicity(発生初期の円盤と多重性): VANDAM」サーベイと呼ばれています。若い星とその周囲の円盤の調査としては、これまでで最も大規模なものでした。

この画像は、ESA(ヨーロッパ宇宙機関)のハーシェル宇宙望遠鏡が撮影したオリオン分子雲の画像に、VANDAMサーベイでの観測天体の位置が黄色い点で示されています。周囲の白枠内には、それぞれの天体をアルマ望遠鏡で撮影された画像とVLAで撮影された画像が並べられています。Image Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello; Herschel/ESA

VANDAM観測チームを率いるNRAO(アメリカ国立電波天文台)のジョン・トビン氏は、「今回の観測から、非常に若い原始惑星系円盤の平均的な質量とサイズが明らかになりました。これまでアルマ望遠鏡で観測されてきた、より進化した段階の円盤と比較することが可能になりました」とコメントしています。

研究チームによれば、非常に若い円盤を進化した円盤と比べると、サイズは似ているけれども質量は非常に大きいことが分かりました。「星は成長するとき、円盤の物質を取り込んでいきます。このことは、若い円盤には惑星の材料になる物質がよりたくさん存在していることを意味します。とても若い星のまわりで、すでに巨大な惑星たちが形成され始めているかもしれません」

研究チームでは、非常に不規則な形をした4つの原始星に注目しました。それらはおそらく1万歳よりも若い星形成の最初期の段階のもので、一部は原始星にさえなっていないかもしれないとみられています。

典型的な原始星では、円盤だけでなく、円盤の垂直方向に噴き出すガス流(アウトフロー)も観測されます。ガス流は秒速10〜100kmの速度を持つのが一般的ですが、今回の観測された「HOPS 404」と名付けられた原始星から噴き出すガス流の速度は秒速2kmしかなく、HOPS 404はガス流が噴き出し始めたばかりの天体ではないかとみられています。

https://public.nrao.edu/news/how-newborn-stars-prepare-for-the-birth-of-planets/

https://alma-telescope.jp/news/vandam-202002

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