国立天文台ハワイ観測所の工藤智幸 研究員を中心とする国際研究チームは、アルマ望遠鏡を用いた観測により、地球からの距離が470光年と近く、太陽の半分程度の質量を有する300～500万歳ほどの若い星「おうし座DM星」をとりまく原始惑星系円盤の塵の分布が、太陽系とよく似た構造であることを確認したと発表した。
同成果は、工藤研究員のほか、アストロバイオロジーセンターの橋本淳 特任助教、工学院大学の武藤恭之 准教授、台湾中央研究院のHauyu Baobab Liu 助教(Assistant Research Fellow)、ビクトリア大学のRuobing Dong 助教(Assistant Professor)、NASA ジェット推進研究所(JPL)の長谷川靖紘 博士研究員(Postdoctoral Fellow)、国立天文台の塚越崇 特任助教、アストロバイオロジーセンターの小西美穂子 特任研究員らによるもの。詳細は、米国の天文学専門誌「アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ」に掲載された。
これまでの研究から、おうし座DM星の周囲には原始惑星系円盤が存在することが予想されていたが、その構造は長年の謎となっていた。そこで研究チームは今回、アルマ望遠鏡を活用して、詳細な観測を実施。その結果、中心星からおよそ20天文単位程度離れた場所に、リング状の構造があることを発見したほか、その内側の中心付近に弱い放射があることも確認。解析の結果、この構造は、半径約3天文単位のリング状構造が、望遠鏡の解像度の影響でぼやけて見えたものであることが判明したほか、塵の分布が一様でないことも判明したという。
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アルマ望遠鏡がとらえた「おうし座DM」星のまわりの塵の円盤 (C)ALMA (ESO/NAOJ/NRAO),Kudo et al.
これらの観測結果を太陽系と比べると、
- おうし座DM星から3天文単位程度の半径のリングと、太陽からおよそ3天文単位の半径にある小惑星帯
- おうし座DM星から20天文単位程度の半径のリングと、太陽からおよそ20天文単位の半径にある天王星
- おうし座DM星から60天文単位より遠方に拡がる淡い塵の分布と、太陽からおよそ30天文単位より外側に拡がるエッジワース・カイパーベルト
と、非常に良く似た姿をしていることがわかったとしている。そのため、太陽系とよく似た惑星系が、おうし座DM星に作られていくことを示唆するものであるとするほか、おうし座DM星の質量が太陽の半分程度であることから、この系は、中心星が軽いという「ミニ太陽系」の若かりし頃の姿であると言えるとしている。
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今回の観測の成果をもとに描かれたおうし座DM星の想像図。星のまわりに2重の塵の円盤がある (C)国立天文台
これらの結果から、研究チームでは、太陽系と似た姿の惑星系の候補天体を1つ見つけることに成功したとしており、今後はこうした太陽系の若かりし頃と同じ姿をした原始惑星系円盤が普遍的に存在しているかどうかを調べるためには、よりたくさんの円盤を観測する必要があるとしている。
なお、おうし座DM星のまわりにすでに惑星が出来ているのか、といった疑問については、今回の観測だけで答えることはできず、赤外線での観測などを行う必要があるとしているが、すばる望遠鏡用の新装置である超高コントラスト補償光学システム 「SCExAO (スケックスエーオー)」にて赤外線観測が可能になることから、それらを活用することで、もし誕生初期の惑星を赤外線の画像として直接撮像することに成功し、その形成場所、明るさなどを捉えることができれば、ガスや塵が、いつ、どのように惑星へと進化していくのかの解明につながることが期待できるようになるとしている。
