天文学者、周囲に円盤を持つ銀河系外の恒星を初めて発見

天文学者たちは初めて、大マゼラン雲と呼ばれる銀河系外の若い星の周囲に円盤状の物体を観測した。私たちの母銀河である天の川銀河の隣の銀河系外にあるこの物体は、地球から約20万光年離れており、約20億年後に私たちの母銀河に衝突する可能性がある。

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新しい観測は、チリのアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計で行われた。HH 1177 星系の巨大な若い星が成長し、周囲から物質を吸収している。物質が集まると、降着円盤と呼ばれる回転する円盤が形成される。天文学者が銀河系外領域で降着円盤を観測したのはこれが初めてである。この発見は、11 月 29 日のNature誌に掲載された研究で説明されている。

「アルマ望遠鏡のデータで回転構造の証拠を初めて見た時、銀河系外の降着円盤を初めて検出したなんて信じられませんでした。特別な瞬間でした」と、研究の共著者で英国ダラム大学の天文学者アンナ・マクラウド氏は声明で述べた。「円盤は銀河系で恒星や惑星を形成するのに不可欠であることはわかっていますが、今回初めて、別の銀河系でその直接的な証拠を目にしたのです。」

この新しい研究は、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡に搭載されたマルチユニット分光探査装置によるHH 1177星系のこれまでの観測に続くものである。2018年、この望遠鏡は大マゼラン雲のガス雲の奥深くに位置する形成中の星からのジェットを発見した。

「私たちはこの若い大質量星から噴出するジェットを発見しました。その存在は進行中の円盤集積の指標です」とマクラウド氏は語った。

星の周囲に降着円盤があることを確認するために、著者らは若い星の周囲の高密度ガスの動きを測定する必要があった。物質は膨張する星に引き寄せられるため、直接星に落ちることはできない。代わりに、物質は星の周囲で回転する円盤に平らになる。中心付近では、円盤の回転速度が速くなる。この速度の違いは、星の周囲に降着円盤があることを天文学者が判断するために必要な証拠である。

「光の周波数は、光を発するガスが私たちに向かって、あるいは私たちから遠ざかる速度によって変わります」と、研究の共著者で英国リバプール・ジョン・ムーアズ大学の天体物理学者ジョナサン・ヘンショー氏は声明で述べた。「これは、救急車のサイレンが通り過ぎるときに音程が変わり、音の周波数が高音から低音に変わるのとまったく同じ現象です。」

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ALMA の詳細な周波数測定により、円盤の特徴的な回転を識別し、銀河系の外側にある若い星の周囲に初めて円盤が存在することを確認できました。

このような巨大な星は、太陽のような低質量の星に比べて、はるかに速く形成され、寿命もはるかに短い。天の川銀河では、これらの巨大な星を観測するのは天文学者にとって特に難しい。星を形成する塵の多い物質は、周囲に円盤が形成されるときに星を視界から隠してしまうことがある。

しかし、大マゼラン雲では、新しい星が生まれている物質は、天の川銀河の星形成物質とはまったく異なります。塵の含有量が少ないため、HH 1177 星系は誕生時の塵の繭に覆われていません。天の川銀河の同様の星系と比較して塵が少ないため、天文学者は大マゼラン雲での星と惑星の形成を、はるか遠くからではありますが遮るものなく観察することができます。

「天文学施設に関しては、私たちは急速な技術進歩の時代にいます」とマクラウド氏は語った。「信じられないほど遠く離れた、異なる銀河で星がどのように形成されるかを研究できることは、非常に刺激的です。」