スター形成の基本は簡単です。星間空間の塵とガスで満たされた分子雲の中で異常に密度の高い領域を見つけ、後は重力に任せます。ガスと塵は最終的に合体して、内側の回転ディスクを取り囲むドーナツ型のエンベロープになります。物質が数十万年にわたって蓄積されると、中心領域は星に崩壊し、円盤は惑星に固化します。
天文学者はこの全体的なシナリオを数十年にわたって理解してきましたが、理論家のコンピューター モデルを確認するには望遠鏡が十分ではなかったため、詳細はあいまいです。 2011 年にアタカマ大型ミリ波サブミリ波アレイ (ALMA) が部分的に完成したことで、状況は変わりました。無線アンテナのコレクションは、チリのアンデス山脈の海抜 5000 メートルにある Chajnantor 平原に建設されています。そこでは、乾燥したまばらな空気が宇宙の遠方からのかすかな波の歪みを最小限に抑えます。東京大学の天体物理学者が率いる国際グループは、24 個のアンテナ (最終的なアレイは 66 個になります) を使用して、星形成領域の中心部をこれまでで最も詳細に調査し、化学的な驚きを発見しました。
研究者たちは、地球から約 450 光年離れたおうし座でまだ形成されている非常に若い星でアルマ望遠鏡を訓練しました。このような初期段階では典型的なことですが、星はガスと塵のエンベロープと円盤に囲まれています。新しいスコープのパワーにより、チームは、この星と惑星形成システム全体のさまざまな場所でガスの化学組成を特定することができました。以前、天文学者は、エンベロープと円盤は、星間空間全体に見られるのと同じ水素の気体分子と、他の元素で構成されたダスト粒子で構成されているに違いないと考えていました。東京大学のグループが驚いたことに、アルマ望遠鏡は、エンベロープが円盤に接する狭い帯域で別のもの、一酸化硫黄ガスを検出しました。エンベロープ内の粒子と高速で回転する円盤内の粒子との衝突によって熱が発生し、その熱がダスト粒子に付着している凍結した一酸化硫黄分子を解凍すると、東京大学の天体物理学者である酒井奈美氏は説明しています。一酸化硫黄は、凍って粉塵になると検出できません。しかし、アルマ望遠鏡はそれを気体の状態で見つけることができます。若い星の周りをどのようなガスが渦巻いているかを知ることは、惑星、彗星、小惑星に見られる元素がどこでどのように形成されるかをよりよく理解することにつながるはずです。 Sakai とその同僚は、今日 Nature でその発見をオンラインで報告しています .
「これらは美しいデータであり、非常に興味深い結果です」と、オランダのライデン天文台の天体物理学者である Ewine van Disshoeck は言います。フランスのボルドー大学の天体物理学者であるステファン・ギロトー氏は、「この研究は、アルマ望遠鏡が十分な観測証拠を提供することを示しています」と述べ、これは理論モデルに挑戦するものであると付け加えています。 「この論文は、ALMA が提供する新しい発見 [機能] の美しい例です。」
