惑星を作る渦巻きのダイナミックな動きを初めて捉えた

2025-09-25 国立天文台

国立天文台を含む国際研究チームは、アルマ望遠鏡の7年分の観測を解析し、若い恒星「おおかみ座IM」を取り巻く原始惑星系円盤の渦巻き構造が巻き付いていく動きを初めて捉えた。解析の結果、この巻き付きは円盤自体の重力不安定性によって生じる理論と一致し、惑星形成直前の状態である可能性が高いことが示された。惑星形成後に生じる渦では見られない特徴であり、惑星誕生のタイミングに関する議論に決定的証拠を与える成果とされる。研究成果はNature Astronomyに掲載された。

アルマ望遠鏡の観測で捉えた、原始惑星系円盤の渦巻き状の構造がダイナミックに変化している様子。(クレジット:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), Tomohiro Yoshida et al.) 画像(3.6MB)

<関連情報>

重力不安定な原始惑星円盤における螺旋の巻き運動 Winding motion of spirals in a gravitationally unstable protoplanetary disk

Tomohiro C. Yoshida,Hideko Nomura,Kiyoaki Doi,Marcelo Barraza-Alfaro,Richard Teague,Kenji Furuya,Yoshihide Yamato & Takashi Tsukagoshi
Nature Astronomy  Published:24 September 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41550-025-02639-y

Abstract

The discovery of wide-orbit giant exoplanets has posed a challenge to our conventional understanding of planet formation through the coagulation of dust grains and planetesimals and the subsequent accretion of protoplanetary disk gas. As an alternative mechanism, the direct in situ formation of planets or planetary cores by gravitational instability (GI) in protoplanetary disks has been proposed. However, observational evidence for GI in regions where wide-orbit planets form is still lacking. Theoretical studies predict that GI induces spiral arms moving at the local Keplerian speed in a disk. Based on several high-angular-resolution observations over a 7-year time baseline using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, here we report the evidence for spiral arms following the Keplerian rotation in the dust continuum disk around the young star IM Lup. This demonstrates that GI can operate in wide-orbit planet-forming regions, establishing it as a plausible formation mechanism for such planets.

1701物理及び化学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました