白色矮星の大気

Posted by moonrainbow on 09.2017 宇宙   0 comments   0 trackback
白色矮星系の系外衛星の運命( CfA)

巨大系外惑星を公転する、地球サイズの系外衛星の想像図
巨大系外惑星を公転する、地球サイズの系外衛星の想像図(提供:NASA/JPL-Caltech)

白色矮星の大気に、岩石質の物質が見られることがあります。白色矮星系に存在する惑星の衛星が関係しているのかもしれないのです

太陽のような星が年老いて一生の終末期に近づくと、外層部を放出し、あとには中心核の部分だけが残って白色矮星となります。こうした白色矮星の周りにある惑星系を研究すると、地球を含め太陽系の運命に関する情報が得られます

白色矮星の大気は、そこに降り積もった物質が分解されて原子量に応じた層を形成すると考えられています。そのため、観測可能な白色矮星の大気の最上層には、水素とヘリウム(と少量の炭素)しか含まれていないはずです。ところが、約1000個の白色矮星の大気に、岩石質の物質が存在する証拠が見られました。つまり、どこからかやってきた物質の破片が白色矮星上に継続的に降っているということになります

ハーバード・スミソニアン天体学物理センターのMatt PayneさんとMatt Holemanさんたちが、物質がどこからやってきたのかをシミュレーション研究したところ、惑星を回る軌道から外れて自由になった衛星が、白色矮星系の内側の領域をふらふらと動くことが確かめられました

この衛星そのものが白色矮星に向かって落ちて物質を供給するのかもしれないし、衛星の影響で軌道が乱された小惑星や彗星などが白色矮星に落ちていくのかもしれません。どちらにせよ、自由になった系外衛星が何らかの寄与をしている可能性が、今回の研究で初めて示されたのです

2017年3月31日
Astro artsより

アウトフロー内で星形成が進んでいる

Posted by moonrainbow on 07.2017 宇宙   0 comments   0 trackback
超大質量ブラックホールからのアウトフロー内に幼い星の集団

超大質量ブラックホールから噴出するアウトフロー内で進む星形成の想像図
超大質量ブラックホールから噴出するアウトフロー内で進む星形成の想像図(提供:ESO/M. Kornmesser)

6億光年彼方の衝突銀河の観測で、超大質量ブラックホール付近からのアウトフローがとらえられ、その場所で星形成が進んでいることが確認されました

ほとんどの銀河の中心には超大質量ブラックホールが潜んでいると考えられており、そのブラックホールが物質を飲み込む際に膨大なエネルギーが発生します。この銀河中心からの膨大なエネルギーによって、銀河から吹き出す巨大なガス流(アウトフロー)が生じます

こうしたアウトフローの内部では星形成が起こりうると考えられてきたが、観測の難しさもあり、これまで実際に星形成が進んでいる様子が観測されたことはなかったのです

英・ケンブリッジ大学のRoberto Maiolinoさんたちの研究チームはヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡「VLT」を用いて、きょしちょう座の方向6億光年彼方に位置する衝突銀河「IRAS F23128-5919」を観測しました。そして、2つの銀河のうち南側の銀河の中心に位置する超大質量ブラックホール付近を起源とするアウトフローをとらえ、そこで星形成が行われているはっきりとした証拠をとらえました。1年間で太陽30個分に相当する星が生まれているということです

Maiolinoさんたちはアウトフロー内の星とその周囲のガスを調べ、観測されたものが間違いなく生まれたての星であることを確認しました。星の年齢は数千万歳未満とみられ、銀河の円盤部のような普通の環境で生まれた星よりも高温で明るいようです。また、星々の動きも調べられ、アウトフローの中にとらえられた天体としては当然だが、非常に速い速度で銀河の中心から遠ざかっていることが示されました

「いくつかの理論が予測しているように、もし星形成がほとんどの銀河のアウトフロー内で本当に起こっているとすれば、銀河の進化に関する全く新しいシナリオの登場につながることでしょう」(Maiolinoさん)

Artist’s impression of stars born in winds from supermassive black holes



2017年3月30日
Astro Artsより

地球からオリオン座の方向に約1300光年離れた星雲にある連星

Posted by moonrainbow on 28.2017 宇宙   0 comments   0 trackback
少なくとも3個の恒星がある連星系が540年前に崩れる

オリオン座の方向に約1300光年離れた星雲

 地球からオリオン座の方向に約1300光年離れた星雲で、米ペンシルベニア州立大などの研究チームが時速約21万キロもの高速で移動している恒星を発見しました。米航空宇宙局(NASA)が2017年3月18日までに発表しました。付近ではこれまでに動く恒星が2個見つかっており、少なくとも3個の恒星が重力で結び付いた連星系だったのが540年前に崩れたと推定されました

 過去に見つかっていた2個の恒星の移動速度は、時速約10万キロと約3.5万キロ。これらの星が540年前にあったとみられる場所が一致しました。ばらばらになった理由は、連星系のうち2個の星が合体するなどしてバランスが崩れ、別々の方向に飛び出した可能性が考えられます。 

 この星雲は厚いちりで覆われており、目で見える光(可視光)で観測する望遠鏡では様子がよく分からりません。ハッブル宇宙望遠鏡などによる赤外線観測や電波望遠鏡による観測のデータが長年蓄積されたことで、これらの星が高速移動していることが分かりました

時事通信より
2017年3月18日

原始星の誕生の仕組み

Posted by moonrainbow on 18.2017 宇宙   0 comments   0 trackback
「原始惑星系円盤」を観測し原始星の誕生の仕組みをアルマ望遠鏡で観測

原始惑星系円盤

理化学研究所や東京大学はチリのアタカマ砂漠に設置されたアルマ望遠鏡(アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計:ALMA)を利用して、「原始惑星系円盤」を観測し原始星の誕生の仕組みの一部を解明したと発表しました
 
この原始惑星系円盤ですが、星の誕生の際に分子雲が自己重力で集まることで誕生します。しかし分子雲は原始星に近づくと重力よりも遠心力のほうが大きくなるので、円盤が形成できないという謎があったのです
 
そこで今回はアルマ望遠鏡を利用しておうし座の太陽型原始星を観測。そしてアルマ望遠鏡の発表によれば、「円盤の端で原始星方向へ落下するエンベロープガスが滞留・衝突し、円盤と垂直方向に膨れ出している」ことを発見したのです。つまり、回転するガスと外側のガスの衝突によって衝撃波が発生し、回転の勢いを殺して内部へとガスが落下できる……というのが、今回の研究内容となっています

原始惑星系円盤1
 
このような重力よりも遠心力が大きく、惑星系円盤が安定して形成される理由がわからなかったことは「惑星系円盤誕生における角運動量問題」と呼ばれていました。また惑星系円盤ではガスが原始星に最大限近づける距離「遠心力バリア」の位置が特定されており、今回の観測はその付近の構造を明らかにするために行われたのです
 
今後、研究チームは惑星系円盤形成のシステムの解明が大幅に進むことを期待しています。このような研究が進めば一般的な惑星系誕生の仕組みだけでなく、太陽系の惑星の形成の仕組みも解明できるかもしれません
 
Image Credit: ALMA

2017/02/09
Soraeより

惑星系円盤誕生の謎

Posted by moonrainbow on 15.2017 宇宙   0 comments   0 trackback
アルマで直接観測、惑星系円盤誕生における問題解決の糸口

原始惑星系円盤の周りのCCH分子の分布
原始惑星系円盤の周りのCCH分子の分布。おうし座L1527分子雲コアにおける、原始惑星系円盤の周りのCCH分子の分布。(赤・黄)CCH分子の存在量が高い領域。等高線は星間塵の分布でピーク位置(中心)に原始星がある。南北方向に伸びた原始惑星系円盤を真横から観測している。遠心力半径と遠心力バリアの間で、円盤の垂直方向(東西方向)の厚みが変化していることがわかる(提供:Sakai et al.(理化学研究所))

原始惑星系円盤の観測から、ガスが円盤に降着する際に角運動量の一部を円盤の垂直方向に放出していることが明らかになりました。惑星系円盤誕生の研究における大きな謎を解決するための、重要な糸口の発見です

星や惑星系は、星と星との間に漂うガスや塵からなる分子雲が自らの重力で収縮することで誕生します。生まれたばかりの原始星の周りには多くのガスが存在し、そのガスが原始星へと落下して、原始星の周りでは惑星系のもととなるガス円盤(原始惑星系円盤)が成長していきます

落下していくガス(エンベロープガス)は角運動量(回転の勢いを表す量)を持っているので、原始星の周りには回転する円盤構造が形成されるが、エンベロープガスが原始星にある程度まで近づくと原始星の重力よりも回転による遠心力が大きくなり、ガスが原始星から離れていってしまいます。ガスの角運動量の一部が外部に放出されなければ、安定して回転する原始惑星系円盤を形成できないのです

この角運動量を放出するメカニズムの問題は「惑星系円盤誕生における角運動量問題」と呼ばれ、円盤形成の研究における最大の謎です。理論的には研究されてきたが、実際に星が誕生する現場を詳しく観測することが求められていました

理化学研究所の坂井南美さん、東京大学の大屋瑶子さん、山本智さんたちの研究チームはアルマ望遠鏡を用いて、地球から450光年離れた、おうし座にある「L1527分子雲コア」を観測した。この分子雲コアの中心には、生まれたばかりの太陽型原始星がある

エンベロープガス中に含まれる炭素鎖分子の一種「CCH分子」の分布を詳細に調べたところ、ガスが遠心力バリア(ガスが原始星に最大限近づける距離、原始惑星系円盤の端に相当)の手前で厚く膨れていることがわかった。外側から原始星に落下してきたガスが遠心力バリア手前で滞留・衝突して衝撃波を生じ、その衝撃によって円盤と垂直方向にガスが膨れ出ていると考えられる

また、衝撃波でガス中に放出された一酸化硫黄分子の温度を調べたところ、エンベロープガスの温度よりも160度も高温になっていた。さらに、遠心力バリア付近でのガスの回転速度は、エンベロープガスの回転速度より明らかに低くなっていた

これらの結果は、衝突によって回転のエネルギーが消費されるとともに、円盤垂直方向への動きを得た一部のガスが角運動量を放出することで、残されたガスの角運動量が減少したことを示している。つまり、エンベロープガスが円盤に降着する際にガスが滞留・衝突し、衝撃波が発生することで、ガスが自ら角運動量の一部を円盤垂直方向に放出していることがわかったのである

観測で明らかになった惑星系円盤形成の様子
観測で明らかになった惑星系円盤形成の様子(模式図)。中心に原始星、周りに原始惑星系円盤(断面で表面がオレンジ色、内部が紫色)が形成されている。赤線のように、外側から落下してきたガス(低温)が遠心力バリア手前で滞留・衝突し、生じた衝撃波によって円盤と垂直方向にガスが膨れ出し、高温になっている(提供:理化学研究所)

本研究では、これまでほとんど観測されなかった円盤の「垂直方向の構造」に着目してその構造を明らかにし、角運動量問題解決への糸口を発見することができた。他の円盤形成領域でも同様の現象が確認できれば、角運動量問題の全容解明へとつながり、太陽系がどのように形成されたのかという問いへの答えにも結び付くと考えられる

2017年2月8日
Astro Artsより
 

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