世界的な研究チームが、ごちそうに手を伸ばす原始星の三つ子を発見した。天文学者たちは、発達中の三重項星系で若い星に栄養を与える渦巻き腕を観察、分析し、星や惑星がどのように形成されるかについて新たな洞察をもたらしました。

3 つの原始星 IRAS04239+2436 のアーティストの印象。出典:アルマ望遠鏡(ESO/国立天文台/NRAO)

私たちが宇宙の探索を続ける中、カリフォルニア大学の天文学教授であるジェハン・ペ氏を含む国際研究者チームは、星形成と惑星形成の複雑さの理解において大きな進歩を遂げました。

研究の過程で、研究者らは大きな発見をした。それは、形成中の三重星系において、初期の星(または原始星)には3つの大きな渦巻き腕が分布しているということである。研究者らは、これらの渦巻き状の腕が、ガスを吸収して成長する若い星に物質を提供する「流線」として機能することを確認した。 The Astrophysical Journal に掲載されたこの研究結果は、これまで知られていなかった旗の起源について貴重な洞察を提供します。

私たちの太陽とは異なり、天の川銀河のほとんどの星は多重星系で形成されていますが、多重星系の形成を理解するのは困難な作業です。 「複数の星系の形成を説明するさまざまな理論モデルがありますが、星がどのようにして複数の星系を形成するのか正確には完全には理解されていません」とペイ氏は述べた。

ソウル大学のJeong-Eun Lee教授が率いる世界チームは、アタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ(ALMA)と呼ばれる一連の電波望遠鏡を使用して、形成システムを研究した。理論家として、ペイは観測データの解釈において重要な役割を果たし、データを理論モデルに結び付けて、考えられる形成メカニズムを推測しました。

スーパーコンピュータ「アテルイ」による多重星形成のシミュレーション。この映画では、複数の原始星が糸状の乱流ガス雲の中で誕生し、その雲が渦巻状の腕を励起し、移動する際に周囲のガスを乱す様子を示している。出典: 国立天文台 4D2U プロジェクト 松本智明、武田隆明

法政大学の松本知明教授らの研究チームは、観測データを裏付けるコンピューターシミュレーションを実施した。 Bae 氏によると、シミュレーションは観察結果と非常によく一致していることがわかり、提案された理論的枠組みが意図したとおりに機能する可能性が高いことが示唆されました。

「理論モデルをテストする最良の方法は、形成されている複数のモデルを観察することです」とBae氏は述べた。今後を見据えて、研究チームは星系形成の体系的な観測プログラムの提案を提出した。このプログラムは、形成中の星とその環境の間の動的な相互作用の兆候を特定することを目的としています。 「この研究を通じて、形成されつつある他の多星系を観察し、この星系が異常なのか正常なのかを確認できることを願っています。」

三重項原始星 IRAS04239+2436 のガス分布。 (左)アルマ望遠鏡で捉えたガス分布(一酸化硫黄が発する電波強度)、(右)数値シミュレーションにより再現したガス分布。左側のパネルの青い光源 A と B は、各原始星を囲む塵の円盤が発する電波に対応しており、点光源 A は 2 つの未解明の原始星で構成されています。右の画像では、3 つの原始星の位置に×印が付けられています。数値シミュレーションにより、観察された 3 本の螺旋腕が再現されます。出典: アルマ望遠鏡 (ESO/国立天文台/NRAO)、J.-E.リータル。リータル。

研究者らは、自分たちの観測が異常なのか、それとも星系が一般的に同様の過程を経て形成され、星形成の理解に重要な制約を与えているのかを判断したいと考えている。複数の星形成の初期段階の観察とシミュレーションに成功することで、彼らの研究は星と惑星の形成の研究に新たな道を切り開きます。