赤ちゃん星は形成中にガスの「くしゃみ」を放出する

私たちの体は、くしゃみという形で鼻の中の塵を強制的に排出することがあります。同様の現象が赤ちゃん星でも起こっている可能性があります。赤ちゃん星を取り囲む原始星円盤の新しい観測により、円盤がガス、電磁エネルギー、塵の煙を放出する仕組みが詳しくわかりました。九州大学の研究チームは、これらの「くしゃみ」を、星形成に不可欠な要素である可能性のある磁束またはエネルギーの放出と説明しています。この発見は、4月11日に天体物理学ジャーナルに掲載された研究で説明されています。

すべての星は恒星の育成場で成長しますが、星形成は複雑なプロセスであり、私たちはまだ完全には理解していません。これらの広大な宇宙領域には、星を作るために必要な原材料であるガス、塵、エネルギーが満ちています。塵とガスが大量に集中している恒星の育成場は、最終的に凝縮して恒星の核、つまり赤ちゃん星を形成します。時間の経過とともに、恒星の核はより多くの物質を蓄積し、質量が増加します。この成長が進むにつれて、塵とガスは新しい星の周りにリングを形成し、天文学者はこれを原始星円盤と呼びます。

「これらの構造は磁場によって常に貫かれており、磁束も伴っている」と、研究の共著者で九州大学の電波天文学者、徳田一樹氏は声明で述べた。「しかし、この磁束がすべて恒星の発達に伴って保持されれば、既知のどの原始星でも観測されるものより桁違いに強い磁場が生成されることになるだろう。」

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科学者たちは、星の発達過程における何らかのメカニズムが磁束を除去すると仮説を立てている。1つの理論は、雲が徐々に恒星の中心核に引き込まれるにつれて、磁場が時間とともに徐々に弱まるというものである。

この新しい研究で、研究チームは MC 27 と呼ばれる恒星の育成場に狙いを定めました。この恒星の育成場は地球から約 450 光年離れています。研究チームはチリ北部にある 66 台の高精度電波望遠鏡の集合体である ALMA アレイを使用して MC 27 を観測しました。

「データを分析していくうちに、まったく予想外のことが分かりました」と徳田氏は言う。「原始星の円盤から数天文単位にわたって伸びる『スパイク状』の構造がありました。さらに深く調べていくと、これが放出された磁束、塵、ガスのスパイクであることが分かりました。」

研究チームによると、この現象は交換不安定性と呼ばれている。これは磁場の不安定性が、赤ちゃん星を取り囲む原始星円盤内の異なる量のガスと反応するときに発生する。その結果、磁束が放出される。

「私たちが高速で塵や空気を排出するときの現象を思い起こさせるので、私たちはこれを赤ちゃん星の『くしゃみ』と名付けました」と徳田氏は語った。

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彼らはまた、原始星の円盤から数千天文単位離れたところでエネルギーのスパイクも観測した。研究チームは、これらの余分なスパイクは過去の恒星のくしゃみの名残である可能性があると考えている。

研究チームは、この発見によって宇宙を形成する詳細なプロセスに対する天文学者の理解が深まることを期待している。

「他の若い星でも同様のスパイク状の構造が観測されており、これは天文学上のより一般的な発見になりつつあります」と徳田氏は言う。「こうした『くしゃみ』を引き起こす条件を調査することで、星や惑星がどのように形成されるかについての理解が深まることを期待しています。」