天の川銀河の外側の星の周りの最初の円盤を発見

天文学者らによる画期的な発見は、大マゼラン雲の高質量星の周りに回転する円盤があることを明らかにし、さまざまな銀河環境における星形成についての新たな洞察をもたらします。

国際天文学者チームは、銀河系外にある高質量星の周りに回転する円盤構造を初めて発見したと発表した。 天の川 別の銀河系で。

この円盤は、大マゼラン雲と呼ばれる近くの矮小銀河に存在する、N180 と呼ばれる恒星の苗床にある巨大な若い星に囲まれています。

地球から 163,000 光年の距離にあるこの円盤は、これまでに直接検出された大質量星の周囲の最も遠い円盤です。

この芸術家の印象は、私たちの銀河に隣接する大マゼラン雲に位置する HH 1177 星系を示しています。 中心で輝く小さくて重い恒星は、塵の多い円盤から物質を収集すると同時に、強力なジェットで物質を放出します。 クレジット: iso/m. コーンメッサー

アルマ望遠鏡による先駆的な観測

アタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイの使用 (アルマ) ヨーロッパ南天天文台があるチリ (エソ) 研究者らはパートナーとして、大マゼラン雲内の若い恒星の周囲のガスの動きを観察した。これは、物質の落下によって星の成長を促進するタイプのケプラー降着円盤に対応する。

ダラム大学が主導し、英国の天文学技術センターの天文学者も参加したこのチームの研究結果は、雑誌に掲載されました。 自然。

物質が成長する星に引き寄せられるとき、それは直接その星に落ちることはできません。 代わりに、それは平らになり、星の周りに回転する円盤を形成します。 中心付近では円盤の回転が速くなり、この速度の差が降着円盤の存在を天文学者に示す決定的な証拠となります。

ESO の超大型望遠鏡 (VLT) と、ESO がパートナーであるアタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ (ALMA) の能力を組み合わせたおかげで、別の銀河にある巨大な若い星の周りに円盤が観察されました。 VLT 上のマルチユニット分光探査機 (MUSE) による観測 (左) は、HH 1177 と名付けられたこのシステムが最初に観測された親雲 LHA 120-N 180B を示しています。 真ん中の写真は随伴機です。 飛行機の上部はわずかに私たちの方向を向いているため、青くなります。 下部は私たちから遠ざかるため、赤方偏移します。 アルマ望遠鏡による観測（右）では、星の周りに円盤が回転しており、同様に側面が私たちに近づいたり遠ざかったりしていることが明らかになりました。 出典: ESO/アルマ望遠鏡 (ESO/国立天文台/NRAO)/A. マクロードら。

主任研究者からの洞察

この研究の筆頭著者であるダラム大学銀河系外天文学センターのアンナ・マクロード博士は次のように述べています。「アルマ望遠鏡のデータで回転構造の証拠を初めて見たとき、最初の銀河系外降着円盤が発見されたとは信じられませんでした。 特別な瞬間でした。

「私たちは、銀河系の星や惑星の形成に円盤が不可欠であることを知っていますが、今回初めて、別の銀河系でその直接的な証拠が見られました。

「天文施設に関しては、私たちは急速な技術進歩の時代にいます。

「このような驚くべき距離と、異なる銀河で星がどのように形成されるかを研究できるのは、非常にエキサイティングです。」

このモザイクは、その中心に、天の川銀河に隣接する銀河、大マゼラン雲にある若い星系 HH 1177 の実際の画像を示しています。 この画像は、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡 (VLT) のマルチユニット分光探査機 (MUSE) を使用して取得されたもので、星から噴射されるジェットを示しています。 次に研究者らは、ESOがパートナーであるアタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ(ALMA)を使用して、この若い星を取り囲む円盤の証拠を見つけた。 ジェットとディスクの両方を示すシステムのアーティストの印象が右側のパネルに示されています。 クレジット: iso/a. マクロードら/M. コーンメッサー

発見の特徴と影響

ここで観察されているような大質量星は、太陽のような低質量星よりもはるかに早く形成され、寿命がはるかに短くなります。

私たちの銀河系では、これらの重い星を観察するのは難しく、その周りに円盤が形成されるときに形成される塵っぽい物質によって視界から隠れることがよくあります。

天の川銀河にある同様の星周円盤とは異なり、この系は光学的に見ることができますが、これはおそらく周囲の環境に塵や金属の含有量が少ないためと考えられます。 これにより、天文学者は、通常はガスや塵のベールの後ろに隠されている降着のダイナミクスを垣間見ることができます。

円盤の分析により、中心星からより遠く離れた落下物質の中に移動する内部ケプラー領域の存在が示されています。 この星の質量は太陽の約15倍と推定されています。

それらは天の川円盤の多くのよく知られた特徴を持っていますが、いくつかの興味深い違いも示しています。

LMC に特有のミネラル含有量が低いため、ディスクは断片化に対してより安定しているようです。

この銀河系外恒星円盤の発見に成功したことで、アルマ望遠鏡と次世代超大型アレイ (ngVLA) を使ってさらにそのような系を発見できる可能性が高まりました。

さまざまな銀河環境にわたる星と円盤の形成を研究することは、星の起源についての理解を完全にするのに役立ちます。

この発見の詳細については、「天文学者が別の銀河で惑星形成円盤を検出する」を参照してください。

アルマ望遠鏡を使用して、天文学者たちは銀河の外側にある若い星の周りの円盤を初めて発見しました。 このビデオはその発見を要約したものです。 クレジット: エッソ

参考:「巨大な若い星を供給するケプラー円盤の可能性が光学的に明らかに」アンナ・F・マクロード、パメラ・D・クラッセン、ミーガン・ライター、ジョナサン・ヒンショー、ロルフ・カイパー、アダム・ギンズバーグ著、2023年11月29日、 自然。
土井: 10.1038/s41586-023-06790-2