天文学者、初めて恒星の成長を助ける巨大惑星を観測

若い星が形成されると、周囲の塵やガスを吸い上げ、残った物質は回転して平らな回転する円盤になります。惑星はその円盤内の小さな塊として始まり、それらの塊は他の小さな塊と衝突し、最終的に質量を増やします。その結果、赤ちゃん星系は中央の点として現れ、その周囲を暗い隙間と塵の円盤が取り囲みます。しかし、どういうわけか、このプロセスが進むにつれて、星も成長し続けます。これは説明が難しいです。惑星が周囲の物質を集めているのなら、その物質はどのようにして星に届くのでしょうか?

地球上で最大の電波望遠鏡であるアルマ望遠鏡が、いくつかの答えを出している。約450光年離れた若い恒星系の新たな観測により、惑星と恒星がガスを共有し、塵のガス円盤から恒星まで橋が伸びている様子が示された。

円盤自体は、恒星に近い内側部分と、惑星が形成される外側部分の 2 つの部分から構成されています。これが太陽系であれば、内側部分は土星の軌道とほぼ同じ長さになります。外側の円盤は、その 14 倍離れたところから始まり、直径は約 2 光日です。太陽の影響範囲の境界を抜けようとしている超遠方探査機ボイジャー 1 号は、この円盤の内側の端近くにいることになります。

ALMA は最初に、円盤の隙間に二酸化炭素の薄い痕跡を検出しました。隙間には塵はなく、これは惑星形成理論と一致しますが、ALMA の高感度により二酸化炭素を検出することができました。その後、ALMA は、車輪のスポークのように円盤と恒星をつなぐいくつかの流れも観測しました。これらの流れは、惑星の重力によって形成され、円盤の外側の部分からガスを吸い込んでいます。しかし、ガスの大部分は惑星を通り過ぎ、恒星がそれを持ち帰って成長を続けます。これは、コンピューター モデルによって存在が推測されていたこれらの流れの初めての直接観測です。

ALMA が観測したものは次のとおりです。

ディスクの外側部分の塵は赤で示されています。高密度の HCO+ ガス、つまりフォルミルは緑で示され、中央の隙間の拡散ガスは青で示されています。ガスのフィラメントは、外側のディスクから中心に向かって流れているのが 3 時と 10 時の位置に見られます。

チリ大学および原始惑星系円盤ミレニアム核研究所のサイモン・カサス博士が率いる国際天文学者チームは、HD 142527 と呼ばれるこの系を観測した。研究チームは、ストリーマーがなければ、内部の円盤は 1 年以内に枯渇してしまうことを発見した。しかし、ストリーマーがあれば、内部の円盤を維持し、成長中の飢えた恒星に栄養を与えるのに十分なガスが周囲を動き回っている。

これらの惑星は恒星に向かって落下する濃いガス流の中にあり、そのため視界からは見えにくい。大きさは木星の数倍あるとみられる。これらの発見を記した論文は本日ネイチャー誌に掲載された。

国立放射線研究所