1,350光年先で「蒸発した鉱物の痕跡」を捉える -原始星の周囲から太陽系最古の物質のルーツ解明へ-

2026-11-05 理化学研究所,国立天文台

理化学研究所と国立天文台などの国際共同研究グループは、アルマ望遠鏡(ALMA)を用いて、地球から約1,350光年離れた大質量原始星「Orion Source I」の周囲から、一酸化チタン(TiO)の電波放射を検出した。チタンは通常、宇宙空間では鉱物などの固体に取り込まれている難揮発性元素である。今回、TiOが原始星を取り巻く円盤そのものではなく、円盤からガスが噴き出す「円盤風」の根元付近に集中して存在することを突き止めた。さらに、過去に検出された一酸化アルミニウム(AlO)とTiOの分布や速度構造がよく似ていることも分かった。これらは、原始星近傍の高温環境で鉱物が蒸発し、チタンやアルミニウムが気体として放出されていることを示す観測的証拠となる。太陽系最古の固体物質であるCAI(カルシウム・アルミニウムに富む包有物)の形成過程や、岩石惑星の材料が生まれる初期過程の解明につながる成果である。

1,350光年先で「蒸発した鉱物の痕跡」を捉える -原始星の周囲から太陽系最古の物質のルーツ解明へ-
大質量原始星を取り巻く円盤と円盤風、鉱物由来の分子の分布の模式図

<関連情報>

大質量原始星における塵の種となる分子―オリオン源IにおけるTiOの検出 Dust-seeding Molecules in a Massive Protostar—Detection of TiO in Orion Source I

Ziwei E. Zhang, Nami Sakai, Marcelino Agúndez, Linda Podio, Claudio Codella, Tomoya Hirota, Adam Ginsburg, Brett McGuire, Nadia M. Murillo, Yuki Okoda,…
The Astrophysical Journal Letters  Published: 2026 October 23
DOI:10.3847/2041-8213/aeacbe

Abstract

We report the first detection of TiO in star-forming regions based on Atacama Large Millimeter/submillimeter Array observations of Orion Source I, a well-characterized massive protostar. Multiple rotational transitions are identified, with emission spatially resolved within ∼50 au, showing a compact distribution with a velocity structure consistent with the base of a rotating outflow. The spatial and velocity distributions of TiO are consistent with those of AlO, with both species being key dust-seeding refractory molecules. The column density of TiO is derived to be (3.0 ± 0.4) × 1015 cm−2, corresponding to XTiO/SiO ∼ 12.8 ± 1.7 × 10−3, higher than the CI chondrite XTi/Si value and indicative of efficient dust-to-gas conversion near the protostar. The detection of TiO, a key dust-seeding species, offers important constraints on refractory chemistry and the formation environments of primitive minerals, linking astrochemical processes in protostellar systems to the earliest stages of solar system material formation.

1701物理及び化学
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