電波望遠鏡が遠方の原始惑星系円盤に大量の水を発見

電波望遠鏡が遠方の原始惑星系円盤に大量の水を発見

塵の雲の中で形成される遠方の星を研究している研究者らは、そのすぐ近くに大量の水を発見した。これは私たちの太陽系の水の起源に影響を及ぼす可能性がある。

この物質円盤はオリオン座V883星と呼ばれ、地球から約1300光年離れたオリオン座にあります。これは原始惑星円盤であり、最終的には惑星が合体すると考えられています。中心には、周囲に物質を集めながら形成されつつある恒星があります。

天文学者チームは、チリにある大型電波望遠鏡「アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)」を用いて、雲中の水の化学的特徴を探しました。そして、いくつかの特徴を発見しました。その研究結果は本日、Nature誌に掲載されました。

「これまで原始惑星系円盤内の水の組成を測定することはできなかった」と、アメリカ国立電波天文台の天文学者で新論文の主著者であるジョン・トービン氏は、ギズモードとの電話インタビューで語った。

「私たちが行った測定は、原始星の段階、つまり星が最初に作られる段階と、惑星形成過程の残り物である彗星の段階の間に何が起こるかについての私たちの知識の大きなギャップを埋めるものである」とトービン氏は付け加えた。

オリオン座V883星は、私たちの太陽系が誕生する前の時代を示唆する例です。科学者は一般的に、地球に水が彗星からもたらされたと考えていますが、それらの彗星はどこか別の場所から水を得たに違いありません。オリオン座V883星のような原始惑星円盤は、集積した塵や岩石、そして宇宙の極寒の温度によって閉じ込められた分子で満たされています。

オリオン座V883の円盤と、その構成要素の空間分布を示すALMA画像。
ALMAによるオリオン座V883星の円盤とその構成要素の空間分布の画像。画像:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)、J. Tobin、B. Saxton(NRAO/AUI/NSF)

「惑星形成円盤内の水のほとんどは氷として凍結しているため、通常は私たちの視界から隠れています」と、オランダのライデン天文台の研究者で共同執筆者のマーゴット・レームカー氏は欧州南天天文台の発表で述べた。

オリオン座V883星は、最近この星から放出されたエネルギーによって円盤が温められ、円盤内の水が固体(氷)から気体(蒸気)に変化したため、ALMAが比較的簡単に発見できるなど、特に適した観測対象となっている。

研究チームは通常の水、つまりH2Oだけでなく、水の水素原子の1つが水素の重い同位体である重水素に置き換わった重水も観測した。「これで、地球上の水から彗星、原始惑星系円盤、原始星、そして星間物質へと遡る水の軌跡を、ほぼ連続的に追跡できるようになりました」とトービン氏は述べた。

研究チームは、オリオン座V883星には地球全体の海に含まれる水の少なくとも1,200倍の水が含まれていることを発見しました。研究チームは、METIS観測装置と未完成の超大型望遠鏡を用いてさらなる観測を行い、このような円盤内の気体状態の水をより詳細に観測する予定です。

私たちが知る生命は水に依存しているため、宇宙で水のような物質が発見されることは、他の場所に生命が存在する可能性を示す興味深い兆候です。しかし、オリオン座V883星のような若い星系は、地球からの信号を受信できるような知的な宇宙人が現れるまでには、おそらく数十億年かかるでしょう。残念ながら、その頃には私たちはもうこの世にいないでしょう。

さらに:小惑星が地球に水をもたらした可能性、巨大岩石爆破機の実験で明らかに

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