星を周回する木星のような惑星のアーティストのコンセプト。画像クレジット：NASAクリックして拡大
NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡を使用して、ロチェスター大学が率いる天文学者のチームは、2つの非常に若い星の周りにあるほこりっぽい円盤を鳴らしているギャップを検出しました。これは、ガス巨惑星がそこに形成されたことを示唆しています。 1年前、これらの同じ研究者たちは、若い星の周りに最初の「赤ん坊の惑星」の証拠を見つけ、ほとんどの天体物理学者の巨大惑星形成のモデルに挑戦しました。
Astrophysical Journal Lettersの9月10日号の新しい発見は、木星のような巨大惑星が従来科学者が予想していたよりもはるかに速く形成されるという考えを強化するだけでなく、GMアウリガエと呼ばれるガスに覆われた星の1つは私たちのものと類似しています太陽系。わずか100万歳のとき、この星は私たち自身の世界がどのようにして生まれたのかについてユニークな窓を与えます。
「GM Aurigaeは本質的に私たちの太陽のより若いバージョンであり、そのディスクのギャップは私たち自身の巨大惑星が占める空間とほぼ同じサイズです」とロチェスター大学の物理学と天文学のダンワトソン教授は言いますSpitzer IRS Disksリサーチチームのリーダー。 「それを見るのは、太陽と太陽系の外側の赤ちゃんの写真を見るようなものです」と彼は言います。
「結果は、巨大惑星形成の既存の理論、特に惑星が数百万年にわたって徐々に構築される理論に挑戦をもたらします」とミシガン大学の天文学の教授であり、この論文の筆頭著者であるヌリアカルベットは言います。 「このような研究は、最終的に私たちの外惑星や宇宙の他の惑星がどのように形成されるかをよりよく理解するのに役立ちます。」
新しい「赤ん坊の惑星」は、トーラス座の420光年離れたDMタウリとGMオーリガエの周りの円盤から探し出したクリアリング内に住んでいます。これらの円盤には、惑星の形成が原因であると考えられる中央の穴があると数年間疑われてきました。ただし、新しいスペクトルは疑いの余地がありません。ギャップは非常に空で鋭いエッジであるため、惑星の形成は、それらの出現について断然最も適切な説明です。
新しい惑星はまだ直接見ることはできませんが、Spitzerの赤外線分光器（IRS）装置は、特定の星の周りの塵の領域が欠落していることを明確に示し、それぞれの周りに惑星の存在を強く示唆しています。原始惑星系円盤内の塵は、星の近くの中心でより高温であるため、その光のほとんどは、円盤のより冷たい外側の範囲よりも短い波長で放射されます。 IRSディスクチームは、すべての短い赤外線波長で放射する光が突然不足することを発見しました。これは、ディスクの中央部分が存在しないことを強く示唆しています。これらの星は、約100万年前の恒星の基準で非常に若く、まだ初期のガス円盤に囲まれています。恒星の短い寿命の間に発生する可能性のあるガスの欠如についての唯一の実行可能な説明は、惑星-おそらく私たちの木星のようなガス巨人-が星を周回し、その距離内で重力でガスを「掃引」していることです星。
昨年の若い惑星の発見と同様に、これらの観察は、巨大惑星形成のすべての既存の理論、特にそのような惑星がより小さな体の降着によって構築される「コア降着」モデルの理論への挑戦を表しています。これらのシステムの時代よりも巨大な惑星を構築するためにより多くの時間。
IRS Disksチームは、GM Aurigaeについて他に興味深いものを発見しました。研究された他のケースのように、ダストディスクの単純な中央のクリアリングの代わりに、GM Aurigaeは、ディスクに明確なギャップがあり、密な、ダストの多い外側のディスクを薄い内側のディスクから分離します。これは、新しい惑星が周囲のほこりを取り除き、他の「赤ちゃんの惑星」ディスクのように完全に中央をクリアする中間段階か、短時間で複数の惑星が形成されて掃き出された結果である可能性があります。より複雑な方法でほこり。
GM Aurigaeには、太陽の1.05倍の質量があります。双子に近いため、太陽に非常に似た星に成長します。それが私たち自身の太陽系に重ね合わされた場合、発見されたギャップはおおよそ木星の軌道（4億6000万マイル）から天王星の軌道（17億マイル）に及ぶでしょう。これは、私たちのシステムでガス巨大惑星が出現するのと同じ範囲です。ガスのない小さな惑星、地球のような岩の多い世界は、それほど多くの物質を掃引しないので、ダストがないと検出できません。
スピッツァー宇宙望遠鏡は2003年8月25日に軌道に打ち上げられました。IRSディスク研究チームは、スピッツァーの赤外線分光器を構築したメンバーが率い、ロチェスター大学、コーネル大学、ミシガン大学、自治国立大学の天文学者を含みますメキシコ大学、バージニア大学、イサカカレッジ、アリゾナ大学、UCLA。カリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所は、ワシントンにあるNASAの科学ミッション総局のスピッツァー宇宙望遠鏡ミッションを管理しています。科学の運用は、同じくパサデナにあるカリフォルニア工科大学のスピッツァー科学センターで行われています。
