ESO VLT干渉計（VLTI）でMIDI機器を使用した新しいスペクトル観測から、現在最もホットな天体物理学トピックの1つ-他の星の周りの地球のような惑星の狩猟-が重要な推進力を受けました。
天文学者の国際チーム[2]が、3つの若い星の周りの原始惑星系円盤の最も内側の領域にある塵のユニークな赤外線スペクトルを取得しました。百万年前。
科学ジャーナルNatureの今週号で報告し、干渉測定の比類のない鋭く鋭いビューのおかげで、彼らは3つすべてで、これらの星で岩の惑星の形成を開始する適切な場所に適切な成分が存在することを示しています。
恒星円盤の内側の領域にある「砂」
太陽は、約45億年前に、独自の引力の下で崩壊した星間ガスと塵の冷たく巨大な雲から生まれました。若い星の周りにほこりっぽい円盤があり、そこでは地球や他の惑星だけでなく、彗星や小惑星も形成されていました。
この時代はもう過ぎ去っていますが、非常に若い星とそれらの周りのほこりっぽい原始惑星系円盤からの赤外線放射を観測することによって、同じプロセスをまだ目にするかもしれません。しかし、これまでのところ、利用可能な機器では、そのようなディスク内のダストのさまざまな成分の分布を調べることができませんでした。最も近い既知のものでさえ、遠く離れすぎて、最高の単一望遠鏡がそれらを解決するには不十分です。しかし現在、VLT干渉計のプロジェクトサイエンティストであり、ESOのチームのメンバーであるフランチェスコパレスセが説明するように、「VLTIを使用すると、2つの十分に離れた大型望遠鏡からの光を組み合わせて、前例のない角度分解能を得ることができます。これにより、初めて、近くの若い星の周りにある円盤の最も内側の領域を、地球のような惑星が形成されている、または形成されると予想される場所で直接じっと見ることができました。」
特に、国際チームによる3つの若い星の新しい干渉観測[2]は、100メートル離れた2つの8.2 m VLT望遠鏡の結合パワーを使用して、十分な画像鮮明度（約0.02アーク秒）を達成し、 3つの星の周りの円盤の内側領域（おおよそ太陽の周りの地球の軌道のサイズに対応）およびそれらの円盤の外側の部分からの放出。対応する赤外線スペクトルは、ディスク内のダストの化学組成および平均粒子サイズに関する重要な情報を提供しています。
これらの先駆的な観察は、ディスクの内側部分が、平均直径が約0.001 mmの結晶性ケイ酸塩粒子（「砂」）が非常に豊富であることを示しています。それらは、星とその円盤を誕生させた星間雲に遍在していた、はるかに小さいアモルファスのダスト粒子の凝集によって形成されています。
モデル計算は、地球の形成時に結晶粒がディスクの内部に豊富に存在することを示しています。実際、私たち自身の太陽系の隕石は主にこの種のケイ酸塩で構成されています。
アムステルダム大学天文研究所のチームの一員であるオランダの天文学者、レンズウォーターズ氏は熱心です。「すべての材料が揃い、ダストからのより大きな粒子の形成がすでに始まっているため、ますます大きくなる石の塊と最後に、これらの円盤からの地球のような惑星はほとんど避けられません！」
穀物を変える
新生児の星の周りの円盤にあるほこりのほとんどがケイ酸塩でできていることは以前から知られていました。出生時の雲では、このダストはアモルファスです。つまり、ダストの粒子を構成する原子と分子は無秩序な方法でまとめられ、粒子はふわふわで非常に小さく、通常は約0.0001 mmのサイズです。しかし、温度と密度が最も高い若い星の近くでは、星間円盤内のダスト粒子が互いにくっつき、粒子が大きくなる傾向があります。さらに、ダストは恒星放射によって加熱され、これにより粒子内の分子が幾何学的（結晶）パターンに再配置されます。
したがって、星に最も近い円盤領域のダストは、すぐに「純粋な」（小さくてアモルファス）粒子から「処理された」（大きくて結晶性のある）粒子に変わります。
中赤外波長領域（約10μm）でのケイ酸塩粒子のスペクトル観察は、それらが「自然な」または「処理された」かどうかを示します。若い星の周りの円盤の以前の観測では、原始的な材料と加工された材料の混合が存在することが示されていましたが、これまでのところ、さまざまな粒子が円盤のどこに存在しているかを知ることは不可能でした。
VLTIと高感度MIDI装置で角度分解能が100倍に増加したおかげで、わずか数百万年前の3つの新生星の周りの原始惑星系円盤のさまざまな領域の詳細な赤外線スペクトルは、ほこりが星は外側のディスク領域のダストよりもはるかに処理されています。 2つの星（HD 144432およびHD 163296）では、内側のディスクのほこりはかなり処理されていますが、外側のディスクのほこりはほとんど原始的です。 3番目の星（HD 142527）では、ダストはディスク全体で処理されます。このディスクの中央領域では、非常に処理されており、完全に結晶性のダストと一致しています。
したがって、VLTIの観測からの重要な結論は、地球のような惑星のビルディングブロックが最初から星間円盤に存在しているということです。これは非常に重要です。地球のような地上の（岩が多い）タイプの惑星は、おそらく太陽系の外の惑星系で非常に一般的であることを示しているからです。
自然のままの彗星
現在の観測は、彗星の研究にも影響を与えます。太陽系のいくつかの彗星–おそらくすべて–は、原始の（アモルファス）ダストと処理された（結晶）ダストの両方を含んでいます。彗星は間違いなく太陽から遠く離れたところに、太陽系の外側の領域で形成されました。したがって、処理されたダスト粒子がどのようにして彗星に到達するかは明らかではありません。
ある理論では、処理されたダストは、かなり密集した円盤状円盤内の乱流によって若い太陽から外側に運ばれます。他の理論では、彗星の加工された粉塵は、おそらくディスクの衝撃波や稲妻によって、あるいは大きな破片間の頻繁な衝突によって、寒冷地域で局所的にはるかに長い時間にわたって生成されたと主張しています。
現在の天文学者チームは、最初の理論が彗星における加工されたダストの存在の最も可能性の高い説明であると結論付けています。これはまた、太陽系の外側の領域から時々私たちを訪問する長周期彗星が、地球や他の惑星がまだ形成されていなかった時代にさかのぼる、本当に原始の天体であることを意味します。
したがって、そのような彗星の研究は、特にその場で行われる場合、太陽系が形成された元の材料への直接アクセスを提供します。
詳しくは
このESO PRで報告された結果は、ロイファンベーケルと共著者による研究論文「原始惑星系円盤の「地球」領域内の惑星のビルディングブロック」でより詳細に提示されています（Nature、2004年11月25日）。観察は、ESOの初期の科学実証プログラムの過程で行われました。
ノート
[1]：このESOプレスリリースは、オランダのアムステルダム大学の天文研究所（NOVA PR）およびMax-Planck-Institut f？r Astronomie（ドイツのハイデルベルク（MPG PR））と共同で発行されています。
[2]：チームは、ロイファンベーケル、ミシェルミン、レンウォーターズ、カルステンドミニク、アレックスデコター（オランダ、アムステルダム大学天文研究所）、クリストフレイナート、オリビエシェノー、ウウェグレイザー、トーマスヘニング、ライナーK ？hlerおよびFrank Przygodda（Max-Planck-Institut f？r Astronomie、ハイデルベルク、ドイツ）、Andrea Richichi、Sebastien Morel、Francesco Paresce、Markus Sch？llerおよびMarkus Wittkowski（ESO）、Walter JaffeおよびJeroen de Jong（ライデン天文台） 、オランダ）、Anne DutreyおよびFabien Malbet（フランス、ボルドーの観測所）、Bruno Lopez（ニース、フランスのコートダジュールの観測所）、Guy Perrin（フランス、LESIA、パリの観測所）、およびThomas Preibisch（Max -Planck-Institut f？r Radioastronomie、ボン、ドイツ）。
[3]：MIDI機器は、ドイツ、オランダ、フランスの研究所間のコラボレーションの結果です。詳細については、ESO PR 17/03およびESO PR 25/02を参照してください。
元のソース：ESOニュースリリース
