1838年、イータ・カリーナ星系が「大噴火」と呼ばれる現象で物質を噴出し、明るくなり始めたとき、チャンドラX線観測衛星は存在していませんでした。しかし、噴火の痕跡は残っており、現在、宇宙望遠鏡の20年間のデータをまとめたタイムラプス動画が作成され、この星系を構成する2つの星を取り巻くダイナミックな環境が紹介されています。
チャンドラX線天文衛星は1999年7月に打ち上げられ、高度約13万9000キロメートルの地球周回軌道上に設置されました。以来、この望遠鏡はX線波長で多くの宇宙の光景を観測し、星形成から銀河の中心にあるブラックホールに至るまで、あらゆる事柄に関する新たな情報を明らかにしてきました。
イータ・カリーナは、地球から約7,500光年離れた、りゅうこつ座にあります。ウェッブ宇宙望遠鏡が最初に撮影した画像の一つが、カリーナ星雲の「宇宙の崖」と呼ばれる、星形成中のガス状領域を捉えた壮大な眺めだったため、この名前をご存知かもしれません。
このタイムラプス動画は、1999年、2003年、2009年、2014年、そして2020年に撮影されたイータ・カリーナのチャンドラ衛星のフレームから編集されたものです。構造の中央にある青い光は、高エネルギーX線を放射するイータ・カリーナの2つの星を表しています。周囲のオレンジ色の部分も明るいX線によるものですが、これは2つの星を取り囲む星雲状のガス雲の一部です。
今回、研究チームは、イータ・カリーナを取り囲むX線殻と、それを取り囲む2つの巨大なガス雲の膨張を直接測定しました。この研究は、アストロフィジカル・ジャーナル誌に掲載されました。
「このかすかなX線殻は、1840年代の大噴火による爆風であると解釈しました」と、NASAゴダード宇宙飛行センターの天体物理学者で、本研究の筆頭著者であるマイケル・コーコラン氏はチャンドラ衛星の発表で述べた。「これは、そうでなければ私たちが知ることのなかった、イータ・カリーナの背景に関する重要な部分を物語っています。」
大噴火が発生した際、太陽の30倍と90倍の質量を持つ2つの恒星からなるイータ・カリーナ星は、太陽の10倍から45倍の質量の物質を噴出しました。この物質は球状のガス雲を形成し、ホムンクルス星雲と名付けられました。
研究チームは、ホムンクルス星雲と同様に、この星系のX線殻はおそらく大噴火に由来するものであることを発見しました。研究者たちは、大噴火の何世紀も前からこの星系から物質が噴出しており、大噴火が発生した際に古い物質がX線に照らされたと推測しています。
「このかすかなX線殻の形状は、私にとっては予想外の展開です」と、メリーランド大学とNASAゴダード宇宙飛行センターの研究員で、研究の共著者である浜口健二氏は、同じ発表の中で述べています。「このかすかな殻、ホムンクルス、そして明るい内側のリングは、すべて恒星系からの噴出によって形成された可能性が高いことを示しています。」
研究チームは、大噴火は2つの別々の爆発であった可能性が高いと結論付けました。まず、X線も放射した低密度ガスの噴出、次にホムンクルス星雲を形成した高密度ガスの噴出です。大噴火自体は恒星合体によって引き起こされた可能性があり、つまりイータ・カリーナはかつて三連星系であり、現在の連星系ではなかったことを意味します。
タイムラプス映像では解明できなかったとしても、今後の観測によって爆発の起源がさらに明らかになるかもしれない。しかし、この動画は、普段私たちが目にする静止画やや無味乾燥な映像から、宇宙のダイナミックな性質を垣間見るための興味深い方法と言えるだろう。
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