連星系の原始惑星系円盤がもつ新しい特徴が明らかに アルマ望遠鏡

連星系の原始惑星系円盤がもつ新しい特徴が明らかに アルマ望遠鏡

連星系の周りを回る惑星の想像図 (c) NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

 惑星は若い恒星を取り巻く原始惑星系円盤から誕生する。太陽は単独で存在する恒星だが、連星系をなす恒星も多く、連星系から惑星がどう形成されるかも重要な問題である。国立天文台が運営するアルマ望遠鏡を活用し、連星系を取り巻く原始惑星系円盤の新しい性質が明らかになった。

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■進んでいない連星系の原始惑星系円盤研究

 連星系は、明るい主星と暗い伴星から形成され、お互いの重力の影響を受けて軌道運動をしている。

 若い恒星は、塵やガスから構成される原始惑星系円盤に囲まれている。この原始惑星系円盤から塵やガスが集まり、惑星へと進化する。原始惑星系円盤の観測が行われてきたが、その多くは太陽のように単独の恒星を取り巻く原始惑星系円盤だった。

 「周連星系円盤」と呼ばれる連星系を取り巻く原始惑星系円盤の観測は、複雑な環境下で惑星が形成されるプロセスを理解するのに役立つ。波を打つように歪んだ周連星系円盤や、連星の軌道面と斜めに交差する周連星系円盤などが発見されている。

■次世代電波望遠鏡で詳細を調査

 米カリフォルニア大学バークレー校の研究グループは、周連星系円盤と惑星との関係を調べるために、アルマ望遠鏡で観測した周連星系円盤19個のデータを活用した。連星の軌道と周連星系円盤の傾きを研究するために、米航空宇宙局(NASA)が運営していたケプラー宇宙望遠鏡で発見された連星系の惑星の特徴を比較した。

 その結果、連星系の軌道面と周連星系円盤とのずれが連星系の軌道周期に強く依存していることが判明した。軌道周期が短くなるにつれ、連星系の軌道面と周連星系円盤の向きが一致していたという。

 研究グループは今回の研究結果を受けて、小さな連星系における軌道面と周連星系円盤の傾きが一致する原因を探る予定だ。アルマ望遠鏡の10倍以上もの空間分解能をもつ次世代電波望遠鏡のngVLAを用いて円盤の構造を詳しく調べ、円盤のねじれや傾きが惑星の形成や性質にどう影響するかを明らかにしたいとしている。

 研究の詳細は、米天文物理学誌Astrophysical Journalにて2019年9月17日付で掲載された。

(角野未智)

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