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星団形成領域OMC-2/ FIR 3とFIR 4

Posted by moonrainbow on 21.2023 宇宙   0 comments   0 trackback
星のゆりかごを揺さぶる赤ちゃん星の産声

星団形成領域
星団形成領域OMC-2/ FIR 3およびFIR 4の想像図(提供:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), A. Sato et al.、以下同)

恒星が集団で生まれている現場で、先に誕生した星からの分子流が周囲の物質に衝突する様子が見られた。 衝突は新たな星形成を促進するかもしれないし、ゆりかごをかき乱してしまうかもしれない

宇宙に存在する恒星のほとんどは集団で誕生するが、すぐに「星団形成領域」の中において、先に生まれた星がその後の星形成に大きな影響可能性が指摘されている。

生まれたての原始星には、周囲から取り込んだ物質の一部が2方向へ吹き出している「双極分子流」が観測され、その時に原始星のサイズの100万倍以上の大きさに広がることがあるその双極分子流は、周辺のガスと塵に衝突することで星の形成を引き起こすかもしれないし、逆に星形成の環境をかき乱すなどして周辺の星の成長を邪魔するかもしれない。このような影響を観測的に調べるのは、星団形成領域までの距離が一般的に遠い構造が複雑でもあるため、容易ではない。

九州大学の佐藤亜紗子さんたちの研究チームは、地球から約1400光年と比較的近くにあるオリオン座A分子雲に、高い空間軸を持つアルマステーションを向けた。この分子雲には最も若い星団形成領域のひとつである「OMC-2」があり、その一部の領域を観測対象としている。

佐藤さんは、塵、一酸化炭素、一酸化ケイ素の3つの物質がどのように分布しているかを広範囲で調べた。 特に今回のポイントとなるのは一酸化ケイ素で、激しい衝突現象の目印となる物質である。塵の表面に付着しているケイ素(Si)が双極分子流と周辺物質の衝突で宇宙空間に叩き出されると、周辺の酸素(O)と思って一酸化炭素(SiO )が観測されるのだ。

観測の結果、これまでに報告されていた数の2倍もの双極分子流が発見され、複雑な星団形成環境の様子が精査に描き出された。最大の成果は、FIR 3と呼ばれる領域の原始星から噴き出た巨大双極分子流が、若い星が密集する領域FIR 4に衝突衝突していることを示す決定的な証拠が解明されたことだ。

「巨大双極分子流がFIR 4にある原始星の材料と高密度となるガスや塵と2か所で衝突した様子を、U字状の衝突面として明確かつ重要なことに領域に成功しました。の感度と空間解析のおかげで、このように非常に高い若い星団で形成された原始星の双極分子流が星団形成領域内の他のメンバーに衝突している証拠を撮像することが初めて可能となりましたました」(国立天文台 髙橋智子さん)。

FIR4 に向かって進む巨大双極分子流は、その途中で境界状に広がる分子雲とも突然衝突しており、分子流内のガスが膨張圧縮されている様子も展開された。加速衝突したことで分子雲内の塵が加熱されている証拠も得られてい
る。

電波画像
星団形成領域の電波画像
OMC-2/ FIR 3およびFIR 4領域の電波画像。一酸化炭素ガスに赤、一酸化ケイ素ガスに青、塵からの放射にオレンジ色を当てはめたカラー画像(各色について、白いほど電波強度がFIR 3の原始星から噴き出した分子流(赤、一酸化炭素ガス)が境界状に広がる分子雲などの周辺の高密度物質(オレンジ、塵の分布)と衝突し、分子流の端が圧縮されている様子がわかる(白い点線内が圧縮された分子流のガス)。また分子流の下流にある高密度ガスとの衝突では、衝突領域が一酸化ケイ素ガス(青白色)緑色の円はFIR 4領域内の原始星の候補天体の位置

今回の観測では、星団形成領域内での巨大双極分子流と若い星たちの衝突がきっかけとなって星団内の星形成が誘発されたのか、あるいは衝突前に星が誕生していたのかについては「それでも今回の結果から、双極分子流が衝突した星団形成領域内のガスや塵を揺さぶり、星が生まれる環境がかき乱されている可能性が示されました。双極分子流によって圧縮されたガスの運動を調べて、星団形成領域内への物質の流入、あるいは分子雲コアの破壊を破壊することができれば、FIR 4がどのような進化をたどり最終的にどれくらい重たいか星を形成するのかを予測できます」(佐藤さん)

2023年2月10日
AstroArtysより

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