「Ooompah、loompah、roopity rust ... ALMAは塵に隠れている彗星を発見します。」近年の多くの研究によると、天文学者は惑星が星のどこにでもあるように見えることを認識しています。現在、1つの甘い望遠鏡であるAtacama Large Millimeter / Submillimeter Array（ALMA）のおかげで、原始惑星系円盤内の微小なダスト粒子がいつかより大きなフォーマットに進化する方法を理解するために科学は大きな一歩を踏み出しました。
地球から400光年弱のところに、Oph IRS 48としてカタログ化された若々しい太陽系があります。天体はその外周を撮影した画像で、塵の渦巻く塊の中で重要な手がかりを見つけました。ダストトラップ」。研究者たちは、このエリアが岩層を形作ることができる保護繭であるかもしれないと感じます。なぜそのような地域が重要なのですか？それはスマッシュファクターです。天文学者が塵を岩の層にモデル化しようとすると、粒子が互いに衝突するか、中心の星に引き寄せられることによって、粒子が自己破壊することがわかりました。彼らが特定のサイズを超えて進行するためには、彼らが成長することを可能にするための保護領域がなければなりません。
マサチューセッツ州ケンブリッジにあるハーバード・スミソニアン天体物理学研究所の研究者であり、共同執筆者であるティル・バーンスティエル氏は、「小さな塵粒から惑星サイズの物体に至る一連の出来事には大きな障害がある」と述べた。サイエンス誌に掲載された論文。 「惑星形成のコンピューターモデルでは、ほんの数百万年の間に、ダスト粒子がサブミクロンサイズから地球の質量の10倍までの物体まで成長しなければなりません。しかし、粒子が十分に大きくなると、粒子は速度を上げ始めて衝突し、衝突して正方形の粒子に戻るか、ゆっくりと内側にドリフトして、それ以上の成長を妨げます。」
では、生まれたばかりの惑星、彗星、小惑星はどこに隠れることができるのでしょうか？オランダのライデン天文台で博士号を取得し、記事の主執筆者であるNienke van der Marelは、同僚とともにALMAを使用して、Oph IRS 48を詳しく調べ、中央にガスのトーラスを発見しました穴。このダスト粒子の欠如は、ESOの超大型望遠鏡で得られた以前の結果とは大きく異なりました。
「最初は、画像のほこりの形がまったくの驚きでした」とvan der Marelは言います。 「予想していたリングの代わりに、非常に明確なカシューナッツの形が見つかりました。この特徴が本物であると私たちは納得しなければなりませんでしたが、ALMA観測の強い信号と鋭さは構造について疑いを残しませんでした。その後、私たちは自分たちが見つけたものに気付きました。」
驚き？あなたは賭けます。チームが明らかにしたのは、大きなダスト粒子が捕らえられたままで、より多くの粒子が衝突して溶け合うにつれて質量を増やし続けることができる領域でした。これは、理論家が予測した「ダストトラップ」でした。
プレーヤーを読み込んでいます…
それでそれを構成するものは何ですか？ダスト粒子をまとめて形成するには、渦を必要とします。これは、ダストを保護するための高圧の領域です。この渦を形成するには、コンパニオンスターまたはガスジャイアントのいずれかの大きなオブジェクトが存在する必要があります。藻に満ちた水の中を水路で滑るボートのように、惑星の円盤の二次オブジェクトは、その航跡で経路をクリアし、ダストトラップを作るために必要な重要な渦と渦を生成します。 Oph IRS 48の以前の研究では、一酸化炭素ガスとダストが結合した堅いリングが発見されましたが、「トラップ」は観察されませんでした。しかし、それは観察が否定的だったことを意味しません。天文学者たちはまた、太陽系の内部と外部の間のギャップを明らかにしました。これは、必要な大きな天体の存在の手がかりです。
条件は可能なダストトラップのために正しかった。 ALMAと入力します。現在、研究者はガスとより大きなダスト粒子の両方を同時に見ることができました。これらの新しい観察は、他の望遠鏡がまだ明らかにしていない発見につながりました…円盤の外側の部分に偏った膨らみ。
ファンデルマレルは次のように説明しています。「粒子がミリメートルからコメットサイズに成長する条件が整っているので、ある種のコメット工場を検討している可能性があります。塵は、星からこの距離で実物大の惑星を形成する可能性は低いです。しかし、近い将来、アルマ望遠鏡は、同じメカニズムが働いている親星に近いダストトラップを観測できるようになるでしょう。このようなダストトラップは、実際には新生惑星の揺りかごになるでしょう。」
より大きな粒子がより高い圧力の領域に向かって移動すると、ダストトラップが形成されます。調査結果を検証するために、研究者はコンピュータモデリングを使用して、開口部のエッジでのガスの動きから高圧領域が発生する可能性があることを示しました。 Oph IRS 48ディスクの観察と一致します。
「モデリング作業とALMAの高品質な観測の組み合わせにより、これはユニークなプロジェクトになります」と、ダストの進化とディスクモデリングの専門家であり、チームのメンバーであるドイツのハイデルベルクにある理論天体物理学研究所のCornelis Dullemond氏は言います。 。 「これらの観察が得られた頃、私たちはこれらの種類の構造を正確に予測するモデルに取り組んでいました。非常に幸運な偶然です。」
「ALMAで見られるこの構造は、より地球に似た岩の惑星が形成されるであろう内部の太陽系で何が起こっているのかを表すために縮小することができました」とBirnstielは言いました。 「しかし、これらの観測の場合、太陽のカイパーベルトまたはオールトクラウドの形成に類似した何かを見ているかもしれません。これは、彗星が発生すると信じられている太陽系の領域です。」
子供の頃の夢の工場のように、アルマはまだ建設中です。これらのユニークな観測は、ALMA Band 9レシーバー–これまでのところ最も鮮明で最も詳細な画像をALMAが提供できるようにするヨーロッパ製の計測器で取得されました。
「これらの観察は、ALMAが使用されているフルアレイの半分未満でも変革科学を提供できることを示しています」と、20年以上にわたってALMAプロジェクトの主要な貢献者であるライデン天文台のEwine van Dishoeckは言います。 。 「Band 9の感度と画像のシャープネスの両方が驚くほど飛躍的に向上したことで、以前は不可能であった方法で惑星形成の基本的な側面を研究する機会が得られました。」
元のストーリーソース：ESOニュースリリース。詳細については、NRAOニュースリリースをご覧ください。
