ブーメラン星雲の謎

Posted by moonrainbow on 26.2017 星雲   0 comments   0 trackback
宇宙で最も低温の天体の原始惑星状星雲「ブーメラン星雲」

ブーメラン星雲
ブーメラン星雲。ハッブル宇宙望遠鏡で観測した星雲の広がり(紫色)と、アルマ望遠鏡で観測した一酸化炭素ガスの広がり(オレンジ)がとらえられている。極低温のガス流はこの画像の範囲の外にも大きく広がっている(提供:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ESA Hubble; NRAO/AUI/NSF)

宇宙で最も低温の天体とされるブーメラン星雲の謎が、アルマ望遠鏡の観測によって解き明かされました。

ケンタウルス座の方向5000光年彼方の原始惑星状星雲「ブーメラン星雲」は、太陽の数倍重い赤色巨星が一生を終えた後に周囲に作られた天体です。星を作っていたガスが宇宙空間に広がり、そのガスが中心に残された高温の白色矮星に照らされて光るのが惑星状星雲ですが、ブーメラン星雲はその過程の最初期にあたります

ブーメラン星雲は宇宙で最も低温の天体であることが知られています。星雲が1995年に初めて観測された際、絶対温度2.7度で宇宙を満たしている宇宙マイクロ波背景放射の電波を星雲が吸収していることがわかりました。この電波を吸収できるということは、ブーメラン星雲の温度がこれより低いということを意味しています。しかし、なぜこれほど冷たい天体でいられるのかは長年の謎でした

NASAジェット推進研究所のRaghvendra Sahaiさんたちの研究チームはアルマ望遠鏡を使ってブーメラン星雲を観測し、ブーメラン星雲の中心部の様子をはっきりと描き出しました。そして、星雲のガス流の広がりや年齢、質量、運動エネルギーを正確に見積もるための手がかりを得ました

アルマ望遠鏡の新しいデータは、重い赤色巨星の外層のほとんどが猛烈なスピードで宇宙空間に飛び出したことを示しています。中心星の両極方向に伸びたガスの広がりは、差し渡し3兆km(太陽から海王星の700倍程度)以上にも伸びている。また、極低温の星雲は両極方向に伸びたガスよりもさらに10倍以上外側の範囲まで広がっています

こうした複雑な構造は、星雲を作った元の星が連星系を成していたことに関係があるとみられ、研究チームでは次のような形成シナリオを推測しています。まず、年老いて膨らんだ連星の主星に伴星が飛び込み、主星のガスが一気に放出されて高速で広がる星雲を作り出します。主星の外層の中を進む伴星は周囲から摩擦を受けるため、どんどん主星の中心に近づいていき、やがて主星の中心部と合体します。この時に、連星系を取り巻くガスの円盤が作られ、両極方向に細く伸びるガス流が噴き出したと考えられます

アルマ望遠鏡で見えた細長いガス流は、この最後の過程をとらえたものでしょう。低温のガス流は単独の星が放出できるものよりも10倍も速い速度で膨らんでおり、絶対温度0.5度以下という極低温が実現したと考えられます。「たくさんの物質をこれほどの速度で噴き出させるためには、1つの星のエネルギーでは足りず、2つの星の重力エネルギーを使うしかありません。このように考えれば、謎に満ちた極低温ガス流の成因を説明できるのです」(Sahaiさん)

こうしたメカニズムで宇宙最低温の天体となったブーメラン星雲ですが、その温度はゆっくりと上昇しています。極低温天体は宇宙にはありふれているのかもしれないが、冷たい温度でいられる期間はごくわずかのようです。

2017年6月12日
AstroArtsより

かに星雲の詳細な画像が公開

Posted by moonrainbow on 27.2017 星雲   0 comments   0 trackback
電波+赤外線+可視光線+紫外線+X線で観測された、かに星雲(NASA)

かに星雲
5つの異なる波長からのデータを重ね合わせたかに星雲。赤:電波/黄:赤外線/緑:可視光線/青:紫外線/紫:X線と色を割り当てた擬似色画像(提供:NASA, ESA, NRAO/AUI/NSF and G. Dubner (University of Buenos Aires))

5つの望遠鏡を用いて多波長で撮影されたデータから作成された、かに星雲の詳細な画像が公開されました

おうし座の方向約6500光年彼方に位置する「かに星雲」は1054年に観測された、星の最期の大爆発である超新星爆発の残骸です。見た目がカニの姿を思わせることからその名が付けられていますが、この複雑で繊細な構造は、星雲の中心に存在するパルサー(高速で自転する中性子星)やパルサーからの高速粒子の流れ、超新星爆発の際に放出された物質、爆発前の星から吹き出していた物質が組み合わさり、約1000年かけて作られたものです

アマチュア天文ファンにも観望や撮影対象として人気の高い天体ですが、比較的近距離にあり明るいことから研究対象としても非常に重要な天体であり、これまでにも多数の観測が行われています

今回公開されたのは、4機の天文衛星を含む5つの天体望遠鏡が、それぞれ別々の波長域で観測したデータから作成された画像です。カール・ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡群(VLA)が電波、衛星「スピッツァー」が赤外線、ハッブル宇宙望遠鏡が可視光線、衛星「XMM-Newton」が紫外線、衛星「チャンドラ」がX線で、かに星雲を観測し、それぞれのデータごとに擬似的に色を割り当てています

「(それぞれの波長で見える物質や物理過程が異なるので)波長ごとの観測データを比較すると、かに星雲についての新たな情報が得られます。長年にわたって研究されているかに星雲ですが、まだまだ調べるべきことはたくさんあります」(アルゼンチン・ブエノスアイレス大学 Gloria Dubnarさん)

Composite View of the Crab Nebula


合成前の5つの波長別データを示すアニメーション。波長ごとに見え方が大きく異なることがわかる(提供:NASA, ESA, J. DePasquale (STScI))

2017年5月12日
Astro Artsより

「かに星雲」の合成写真

Posted by moonrainbow on 25.2017 星雲   0 comments   0 trackback
「かに星雲」がこんなに美しく撮影できました

かに星雲

おうし座にある「かに星雲」は超新星爆発の残骸からできており、その非常に美しい姿も特徴。そんなかに星雲を複数の天体望遠鏡で観測し、合成することでなんとも美しい天体写真が作成されました
 
地球からは6500光年先に存在するかに星雲。同星雲は10光年ほどの幅を持っており、現在も膨張を続けています。その中心には高速回転するパルサー(中性子星)が存在し、33ミリ秒という非常に短い周期で明るさが変化しています
 
今回の観測では、カール・ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡群が電波を、スピッツァー宇宙望遠鏡が赤外線を、ハッブル宇宙望遠鏡が可視光線を、XMM-Newton(X線観測衛星)が紫外線を、チャンドラX線観測衛星がX線を観測。それぞれのデータを赤、黄色、緑、青、紫に着色し、合成しています
 
プロジェクトを主導したブエノス・アイレス大学のGloria Dubner氏は、「これらのデータを比較することで、かに星雲の新たな詳細が判明することでしょう」と期待を寄せています

Imgae Credit: NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-University of Buenos Aires) et al.; A. Loll et al.; T. Temim et al.; F. Seward et al.; VLA/NRAO/AUI/NSF; Chandra/CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; and Hubble/STScI

2017/05/17
Soraeより

「オリオンKL」と呼ばれる領域

Posted by moonrainbow on 19.2017 星雲   0 comments   0 trackback
オリオン座大星雲の巨大赤ちゃん星たちが見せる宇宙花火

すばる望遠鏡が赤外線で撮影したオリオン座大星雲(左)とオリオンKL
すばる望遠鏡が赤外線で撮影したオリオン座大星雲(左)とオリオンKL(提供:国立天文台)

アルマ望遠鏡の観測から、オリオン座大星雲の一角の「オリオンKL」と呼ばれる領域が、巨大な赤ちゃん星の衝突による爆発の痕跡らしいことが確かめられました

地球から約1500光年彼方にあるオリオン座大星雲は巨大なガスの塊で、新しい星が次々に集団で生まれている場所です。その星雲内にある「オリオンKL」と呼ばれる領域は星が爆発した痕跡のように見えますが、爆発の原因や天体の詳細はわかっていなかったのです

米・コロラド大学のJohn Ballyさんたちの研究グループはアルマ望遠鏡を用いてオリオンKLを観測し、爆発によって差し渡し1光年にも飛び散った物質を高感度かつ高解像度で描き出しました。そして、オリオンKLが巨大な赤ちゃん星の衝突で生じた爆発の痕跡らしいことを突き止めたのです。爆発現象のヒントは以前の観測でもとらえられていましたが、今回のアルマ望遠鏡の新しいデータではその様子がよりはっきり写し出され、ガス流内部の一酸化炭素分子の高速運動と分布、ガス流を吹き飛ばしている力の大きさなどの詳細が明らかになったのです

アルマ望遠鏡とジェミニ南望遠鏡で撮影したオリオンKLの合成画像
アルマ望遠鏡とジェミニ南望遠鏡で撮影したオリオンKLの合成画像。アルマでとらえた一酸化炭素ガスの分布と動きを色で表現しており、近づく方向に動くガスを青、遠ざかる方向に動くガスを赤で表している。多くの細長いガスの筋が中心から等方的に広がっている様子がわかる。ジェミニ南望遠鏡で撮影された画像には、アルマでとらえたガスの筋の先に指のように伸びるガスが写し出されている(提供:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Bally; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); Gemini Observatory/AURA)

オリオン座大星雲内では10万年前に星々が生まれ始め、誕生した星たちはお互いに重力を及ぼしあい次第に近づいていった。そしておよそ500年前、2つの巨大な赤ちゃん星が大接近もしくは衝突したことによって、周囲の赤ちゃん星やガスを吹き飛ばしたと考えられます。星の衝突地点を中心に100本を超える細長いガスの筋が作られ、その痕跡がオリオンKLとなったのでしょう

吹き飛ばされたガスの速度は秒速150kmを超えるほどで、爆発現象によって解放されたエネルギーは太陽が1000万年かけて生み出すエネルギーに等しいと見積もられています。また、この爆発現象は非常に短命であり、アルマ望遠鏡で見えているような爆発の痕跡はほんの数百年しか存続しないと考えられています

「爆発の痕跡はすぐになくなってしまいますが、赤ちゃん星が関連する爆発現象はそれほど珍しいものではなさそうです。オリオンKL領域に見られるように、爆発現象はその母体となったガス雲を破壊してしまいます。星の材料が吹き飛んでしまうため、巨大ガス雲における星形成は大きく制限されてしまうでしょう」(Ballyさん)

2017年4月10日
Astro Artsより

ひょうたん星雲

Posted by moonrainbow on 13.2017 星雲   0 comments   0 trackback
太陽のような軽い星の最期の姿「ひょうたん星雲(The Calabash Nebula)」(NASA)

OH 231.8_04.2「ひょうたん星雲」
OH 231.8+04.2「ひょうたん星雲」(提供:ESA/Hubble & NASA, Acknowledgement: Judy Schmidt)

「ひょうたん星雲」は、太陽のような低質量星が進化の最終段階でほんの一瞬だけ見せる、壮観な姿の一例です

太陽程度の質量をもつ軽い恒星は、進化の段階が一生の最期に近づくと、急速に赤色巨星から惑星状星雲へと移行します。その過程では、ガスや塵からなる恒星の外層が周囲の宇宙空間へ吹き飛ばされ、放出された物質は超高速で反対方向に広がります

ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した、とも座にある「ひょうたん星雲」もそうした天体の一つです。黄色で表された部分が放出されたガスで、時速100万kmに近い速度で移動しています

星がこうした進化の段階にあるのは、天文学的な時間スケールで言えばほんの一瞬でしかないため、この画像は貴重な観測例です。ひょうたん星雲は、今後1000年ほどかけて、本格的な惑星状星雲に進化すると予測されています

なお、この星雲は硫黄を多く含んでいることから、「腐った卵星雲」とも呼ばれています。ただし、地球から5000光年以上離れているので、匂いの心配は一切ないということです

2017年2月6日
Astro Artsより
 

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