分子雲が物語る2億年の宇宙史
2019-11-14 国立天文台
アルマ望遠鏡で撮影された2つの分子雲の疑似カラー合成図。赤色と緑色がそれぞれ、速度が異なる一酸化炭素の同位体分子13COからの電波を表しています。左図の青色はハッブル宇宙望遠鏡により観測された水素電離ガスの分布を示し、右図の青色は波長1.3ミリメートル帯の濃いガスに含まれる塵（ちり）からの電波を示します。2領域とも、フィラメントが集合している「かなめ」（図で青色に示している部分）の位置に大質量星が存在しています。アルマ望遠鏡の高い解像度によってフィラメント状構造が明瞭に写し出されています。（クレジット: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Fukui et al./Tokuda et al./NASA-ESA Hubble Space Telescope） オリジナルサイズ（1.8MB）星は宇宙の水素ガスが重力で収縮して生まれます。太陽程度の質量を持つ星の誕生については比較的よく解明されていますが、太陽の20倍を超える質量を持つ大質量星の形成の過程は、残された大きな謎として多くの天文学者の強い関心を集めてきました。大質量星の数の割合は星全体の0.1パーセント以下と極端に少なく、観測が難しいために研究が立ち遅れていたのです。
名古屋大学や大阪府立大学などの研究者から成る国際研究チームは、16万光年離れた銀河である「大マゼラン雲」をアルマ望遠鏡を用いて高解像度で観測しました。その結果、2つの領域で“ひも”（フィラメント）状の分子雲を詳細に描き出すことに成功しました。アルマ望遠鏡は史上空前の感度と解像度を実現し、天の川銀河の外で起こっている大質量星の誕生を捉えることを可能にしたのです。生まれたばかりの大質量星を「かなめ」として扇形に広がる「2羽のくじゃく」のようなこの形は、星間雲同士が衝突した場合のコンピュータシミュレーションの結果とよく一致していました。
これらの結果から研究チームは、「大マゼラン雲」と「小マゼラン雲」の2つの銀河が、2億年前にお互いに近づき、その結果星間雲の衝突と大質量星の形成が引き起こされた、と結論付けました。これは、大質量星が誕生するメカニズムの一端を解き明かす重要な研究成果と位置付けることができます。
この研究成果は、米国の天体物理学専門誌『アストロフィジカル・ジャーナル』に11月14日に発表されました。
