News Release

塩と熱い水蒸気に包まれる巨大赤ちゃん星のペア

Peer-Reviewed Publication

National Institutes of Natural Sciences

Binary Massive Protostar IRAS 16547-4247

image: Different colors show the different distributions of dust particles (yellow), methyl cyanide (CH3CN, red), salt (NaCl, green), and hot water vapor (H2O, blue). Bottom insets are the close-up views of each components. Dust and methyl cyanide are distributed widely around the binary, whereas salt and water vapor are concentrated in the disk around each protostar. In the wide-field image, the jets from one of the protostars, seen as several dots in the above image, are shown in light blue. view more 

Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tanaka et al.

重い原始星がペアを組む天体について、それぞれの原始星を囲むガス円盤の中に、塵(ちり)が壊されることで出てきた塩化ナトリウムや、高温に加熱された水蒸気が含まれていることが、アルマ望遠鏡による観測で明らかになりました。これらの分子から放たれる電波を解析したところ、二つのガス円盤が互いに逆向きに回転する様子などが示され、大質量星の誕生を探る上で重要な手掛かりが得られました。

恒星にはさまざまな質量のものがあり、質量が太陽程度の「小質量星」もあれば、太陽の10倍以上の「大質量星」もあります。いずれも、宇宙に浮かぶガスと塵の雲を材料にして生まれますが、大質量星は、小質量星に比べて数が少なく、また誕生する場所も地球から遠いため、その形成のメカニズムは小質量星に比べると十分には理解が進んでいません。その理由には、大質量の原始星の周囲には非常に大量のガスが存在し、それが複雑な分布をしているため、星に流れ込むガス円盤を見分けるのが困難だったことが挙げられます。

さそり座の方向、約9500光年の距離にある「IRAS 16547-4247」は、合わせて太陽の25倍の質量の原始星のペアが、太陽の1000倍もの質量の大量のガスの中に深くに埋もれている天体です。国立天文台の田中圭(たなか けい)特任研究員、理化学研究所のイーチェン・チャン基礎科学特別研究員らの研究チームは、アルマ望遠鏡を用いてこの天体を高解像度・高感度で観測し、原始星の周囲に存在するさまざまな分子が放つ電波を捉えました。そして、その分布が分子によって大きく異なっていることが分かりました。これまで重い原始星で多く観測されてきたシアン化メチルや二酸化硫黄は、原始星から遠い領域まで広がっているのに対し、原始星の近くでは高温の水蒸気や塩化ナトリウム、一酸化ケイ素の分子が放つ電波が検出されたのです。

ペアの原始星には、それぞれに原始星の周りを回転しながら取り巻いているガス円盤があり、そのガス円盤から個々の星へと物質が供給されています。この現在ペアになっている原始星が、一つの巨大なガス円盤が分裂して誕生した「双子」だとすれば、二つのガス円盤は同じ方向に回転しているはずです。ところが、今回の観測からは、この二つのガス円盤がそれぞれ逆の向きに回転している兆候が捉えられたのです。もし本当に二つの円盤が逆の向きに回転しているとしたら、離れた場所で別々のガスの集まりから生まれた原始星が、やがて出会ってペアを組んだ可能性があります。今後より詳細な観測を続けることで、重い原始星を育むガス円盤の熱くダイナミックな姿から、大質量星誕生のメカニズムが解明されると期待できます。

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