天文学者は、星団と惑星を形成するガスの円盤という点で、壮大な最初のものを発見しました.GWオリオン座は、内輪が引き裂かれた歪んだ円盤を備えています.チームは、惑星とガス円盤を周回する平らな平面の一般的な見方に反する円盤の奇妙な形状は、円盤の中心にある 3 つの星の位置合わせのずれにより、円盤が別個のリングに分裂したときに作成されたと考えています。
天文学者たちは、それ自体が異常であるだけでなく、歪んだ円盤には風変わりで奇妙な太陽系外惑星が隠れている可能性があると考えています。これは、スター ウォーズ シリーズのタトゥイーンとは異なり、傾斜した輪の中で形成され、今のところ見えないようになっています。
目次
- 1 GW Orionis がねじれている
- 2 引き裂く! GW Orionis がゆがんだ経緯
- 3 ゆがんだリングと複数の太陽が太陽系外惑星に与える影響
- 4 つのさらなる質問と今後の調査:GW Orionis をさらに掘り下げる
GW Orionis はねじれています
チームは、ヨーロッパ南天天文台 (ESO) が運営する超大型望遠鏡 (VLT) と Atacama Largeチリの砂漠を拠点とするミリ波サブミリ波観測衛星（ALMA）。しかし、この形とその原因を正しく考えるには、11年という驚異的な研究期間が必要でした。
「私たちの研究の最も重要な結果は、ずれの原因を特定し、それを 8 年前に理論家によって提案されたが、これまで観察されていなかった「ディスクの引き裂き」効果に関連付けることができることです」と Kraus 氏は続けます。 「このためには、系の中心にある 3 つの星の軌道運動を 11 年の軌道周期全体にわたって測定することが不可欠でした。
「私たちは、惑星を形成する円盤に囲まれた三重星系であるオリオン座GWを、VLTやALMAを含むいくつかの異なる望遠鏡で観測しました。 3 つの星を数年間観測した後、私たちのチームは軌道を非常に正確に計算することができました。 「このデータにより、システムの詳細なコンピューター モデルを構築することができました。これにより、ディスクが曲がったり、引き裂かれたりして、別個の内輪が形成されることが予測されました。」
彼らの研究を詳述した論文が Science 誌に掲載されています。
それはそれを引き裂く! GW Orionis がゆがんだ経緯
天文学者が収集したGW Orionisの画像は、研究者がこれまでに撮影した円盤の引き裂きの最初の視覚化を表しています。この裂け目とそれが作り出した「ゆがんだ」効果は、これが太陽系とは非常に異なる惑星系であることを示しています。
「VLT SPHERE 画像の放射状の影は、リングが傾いていることの明らかな証拠です。ディスク上にこのような狭い影を形成するには、星の光を遮るディスク表面に対して角度を成す、かなり不透明な材料のリングが必要です」とヤングは説明します。 「この結果は、システムのコンポーネントの最も可能性の高い向きを計算したチームのメンバーによって行われたいくつかのモデリングと一致しています。」
「太陽系の惑星とは異なり、3 つの星の軌道がずれているため、この星系は異常です。太陽系の惑星とは異なり、これらの星は軌道に対して傾いている大きな円盤をホストしています」とヤングは続けます。 . 「現在、原始惑星系円盤の画像にはあらゆる種類の興味深い構造が見られますが、これは円盤を引き裂く効果の最初の直接的な証拠です。」
また、この観測により、研究者は GW オリオン座円盤の広大なスケールについてのアイデアも得ることができました。
他のいくつかの望遠鏡から収集されたデータと組み合わせて、アルマ望遠鏡のデータからGW Orionisの引き裂かれたディスクを再構築することができただけでなく、チームはこの引き裂きが発生した可能性が高いプロセスをつなぎ合わせることができました.彼らは、それらの 3 つの星の位置がずれた結果である可能性があると結論付けています。天文学者にとって最初は驚きでした。
アリソン・ヤングは、円盤が 3 つの星を取り囲み、それらの星の軌道が互いにずれているため、円盤にかかる重力はどこでも同じではない、と説明しています。これは、円盤内で 3 つの星すべての周りを周回するガスと塵が、円盤内の異なる位置で異なる力を感じることを意味します。これが、ディスクを別々のリングに引き裂くものです。
ゆがんだ輪と複数の太陽が太陽系外惑星に与える影響
このガスと塵のゆがみの興味深い結果の 1 つは、その中で形成される惑星の周りに物質の輪を巻きつけるという事実です。この引き裂きは、これらの太陽系外惑星の軌道にも顕著な影響を及ぼします。これは、オリオン座GW星系の太陽系外惑星を、私たち自身の太陽系の惑星とは大きく異なるものにする条件につながります。
「私たちの太陽系の惑星はすべて、多かれ少なかれ整列した軌道を持っています。ゆがんだ円盤や整列していないリングで形成される惑星は、軌道が大きく傾いている可能性があります」とヤングは言います。 「さらに、円盤はより平らであり、そこに形成される惑星は円盤と同様の平面を周回する可能性があります。もちろん、オリオン座GW星系で形成される惑星にも3つの太陽があります!」
クラウス氏は、斜軌道を持つ惑星は、特に「ホット ジュピター」の場合、太陽系最大の惑星に匹敵する質量とサイズを持つ惑星が以前に確認されていることを指摘していますが、その軌道は星に近く、その面を通過します。
「ホット・ジュピターは星のすぐ近くを周回しており、私たちが観察した場合、それらが斜めの軌道で形成されていないことは明らかです。代わりに、移行プロセスを通じてこれらの軌道に移動したに違いありません」とクラウスは言います。 「地球や木星に匹敵するような、斜めの軌道にある長周期の惑星はまだ見つかっていません。しかし、私たちの研究は、そのような惑星が複数のシステムの周りの引き裂かれたリングで形成される可能性があることを示しています.
3 つの太陽のまぶしさの下に存在することは、GW オリオン座系の惑星を、2016 年にアリゾナ大学の天文学者によって発見された太陽系外惑星にいくつかの点で類似させるでしょう.
ケンタウルス座の地球から 340 光年離れた若い太陽系外惑星 HD 131399Ab は、約 580 ℃ の灼熱の温度を持ち、一定の昼の状態で存在します。それもスターウォーズシリーズのタトゥイーンの惑星と比較されています.しかしシュトラウス氏は、オリオン座GW中の惑星はこれよりもはるかに寒冷である可能性があると考えている。
「そのような軌道にある惑星は、安定した大気条件を持つ可能性がありますが、表面の温度が低い『氷の世界』になるでしょう」とクラウスは言います。 「星周円盤/周連星盤で形成された可能性のある惑星は、軌道上の位置に応じて、極端な温度変化を経験するでしょう。これにより、気候変動が大きくなるはずです。」
さらなる質問と今後の調査:GW Orionis をさらに掘り下げる
特にアルマ望遠鏡でシステムを調査した別のチームからの研究に照らして、GW Orionis システムについてはまだ疑問が残っています。この作品はThe Astrophysical Journal Lettersに掲載されました これは、ディスクがどのように歪んだかについての私たちの理解には、重要な要素が欠けていることを示唆しています。 「円盤が引き裂かれた理由を説明するには、これらのリングの間に惑星が存在する必要があると考えています」と、論文の筆頭著者であるカナダのビクトリア大学の Jiaqing Bi 氏は述べています。
ZME Science に話しかける クラウスは独占的に、この以前の研究に言及しています。 」と天体物理学者は言います。 「また、論文の著者は、ALMA 観測の解が 6 倍低く、影を示す散乱光画像を持っていなかったため、円盤の 3 次元形状に関する情報が少なかった。さらに、彼らは完全な軌道を知りませんでした。」
ヤングは続けて、GW Orionis に関する 1 つの将来の質問を追加し、彼女が答えてほしいと思っているのは、as と塵の惑星を形成する円盤のゆがみを引き起こしたメカニズムにも関係しています。
「星を、ある角度で傾いたこまと考えてください」と研究者は示唆しています。 「星の傾き、つまり「スピン軸」が円盤の傾きと一致するかどうか、または連星系または三重星系の星が同じか異なる傾きを持っているかどうかを確認できるように、星がどのように傾いているかを調べたいと考えています。 ”
この発見をしたチームの一部のメンバーは、現在、これらのシステムがどのように形成されたかを理解するのに大いに役立つ可能性のある、星の自転軸を測定する技術を開発しています.
これは、そのような歪んだディスクで発見された最初のシステムではありませんが、直接観察された引き裂かれたディスクで最初に発見されたことを思い出してください。これは、長引く疑問に答える鍵が、GW Orionis と機能を共有するより多くのシステムを直接観察することにある可能性が高いことを意味します.
「ワーピングの証拠を示すいくつかの惑星形成円盤がありますが、これらについては、何が影響を引き起こしているのか、または観察を説明できる別のシナリオがあり、それはまだ除外されていません」とヤングは付け加えます。 . 「ディスクの引き裂きが直接観察されたのはこれが初めてであり、構造とその背後にある物理的メカニズムを関連付けることができる唯一のシステムです。」
ヤングは、ALMA アレイによって実行された大規模な調査の結果が、惑星形成円盤内のガスの運動とその化学組成に関するより明確な情報を提供し、チームが GW オリオン座円盤に関するより多くの情報を収集するのに役立つ可能性があることを示唆しています。
「オリオン座GW星からの分子放出の高解像度観測を取得して、円盤内のガスの動きをより明らかにし、おそらく形成中の惑星を明らかにしたいと考えています」と彼女は説明します。 「もちろん、単一の星の周りの平らな円盤と比較して、歪んだ円盤で惑星が形成される方法に違いがあるかどうかも理解したいと思っており、私たちが学んだことを使用して、これを調べるために新しいコンピューターモデルに取り組んでいます。
ヤングは、チームが撮影した GW Orionis の画像の重要性を説明しながら、彼女が関与した調査の重要性を彼女にとって思い出させた 1 つの画像に焦点を当てました。
Stefan Kraus にとって、GW Orionis のような星系を調査することの美しさは、そのような世界の表面に立って空を見上げることがどのようなものかを想像する不思議です。 Kraus は次のように結論付けています。「空の半分は、3 つの星に照らされた巨大なディスク ワープによって覆われ、ずれているディスク リングによって投じられる狭い影によって遮られます。」
