天文学者、遠方の惑星形成の美しい画像を撮影

上の画像の真ん中には、太陽のような恒星 HL タウがあり、その周囲を塵とガスのリングが取り囲んでいます。HL タウについて聞いたことがないかもしれませんが、この画像は惑星系の誕生を捉えた初の高解像度画像として天文学の歴史に残ることでしょう。チリ北部の国際天文台、アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計 (ALMA) を使用して、科学者たちはこの画像を撮影し、HL タウの周囲に惑星系が形成される初期段階を映し出しました。これは、遠方の太陽系の天体超音波です。

HL タウ (HL タウリとも呼ばれる) は、おうし座の 450 光年離れたところにあります。この星は数多くの研究の対象となっており、研究者たちはすでにこの星の周りを回る惑星の萌芽を少なくとも 1 つ発見していましたが、実際に惑星の形成を直接観察することはできませんでした。研究者たちは、この星の周囲に塵やその他の惑星形成前の物質の円盤があることは知っていましたし、円盤の磁場を観察することさえできました。しかし、ALMA の高解像度機能により、惑星の誕生の美しい画像を得ることができました。

「この画像を初めて見た時、その驚異的な詳細さに驚きました。おうし座HL星は誕生して100万年にも満たない年齢ですが、その円盤はすでに形成中の惑星で満ちているようです。この画像1枚だけでも、惑星形成の理論に革命を起こすでしょう」と、ALMA副プログラム科学者でALMA長基線キャンペーンの主任プログラム科学者であるキャサリン・ヴラハキス氏は声明で述べた。

上の画像では、HL タウがリング状の円盤の真ん中で明るく輝いています。周囲の明るいリングは、星の周りを周回する塵とガスに過ぎませんが、HL タウの周りを周回するにつれて、塵の粒子は互いに衝突し、くっついて、どんどん大きな天体を形成します。最終的に、これらの天体は、塵とガスを通り抜けるのに十分な大きさの原始惑星を形成します。これらの初期の惑星の軌跡は、上の画像で暗いリングとして見ることができます。

「現在、惑星形成についてわかっていることのほとんどは理論に基づいています。このレベルの詳細度を持つ画像は、これまでコンピューターシミュレーションやアーティストの想像図に頼ってきました。この高解像度のHLおうし座の画像は、ALMAが最大構成で動作した場合に何を達成できるかを示しており、恒星と惑星の形成の探究における新しい時代の幕開けとなります」と、欧州南天天文台のティム・デ・ゼーウ所長は声明で述べた。

以下の比較からわかるように、HL タウの惑星円盤 (左) は、私たちの太陽系 (右) よりもはるかに長い距離に渡って広がっています。科学者の推定によると、HL タウは太陽よりも小さいものの、そこから塵とガスからなる惑星形成前の円盤の端までの距離は、太陽から海王星までの距離 (2,798,000,000 マイル) の 3 倍です。

ALMA が撮影した画像は、チリにあるこの望遠鏡の性能を実証するものであるため、研究者にとって特に興味深いものです。ALMA は可視光の波長よりもはるかに長い波長で画像を撮影するため、この場合は HL Tau を取り囲む雲の構造を見ることができました。可視光を集める機器を使用して観察しようとした場合、塵やガスが邪魔になり、それほど鮮明ではない (またはそれほど興味深い) 画像が得られたでしょう。