衝撃的な新画像が太陽系の双子の誕生を映し出す

私たちの太陽系以外の太陽系の、史上初の赤ちゃんの写真がついに公開されました。その写真は美しく、宇宙の生命体として最高に愛らしいものです。

本日Nature誌に掲載された論文で、天文学者たちはHOPS-315について発表しました。これは、地球から約1,300光年離れた太陽に似た原始星で、高温の鉱物と一酸化ケイ素ガスを生成しています。HOPS-315の特徴は、この生まれたばかりの星とその周囲の環境が、私たちの太陽系の初期の姿と驚くほど似ていることです。そのため、太陽系の起源をより深く理解したい天文学者にとって、まさに理想的な候補となっています。

研究の筆頭著者であるメリッサ・マクルーア氏は、HOPS-315の最も興味深い点は原始惑星系円盤、つまり生まれたばかりの恒星の周囲に広がる嵐のような領域で、惑星が誕生する場所だと、ビデオ通話でギズモードに語った。天文学者たちはすでに数百もの原始惑星系円盤を観測しており、中には（ガス状の）惑星が存在するものもある。しかし、HOPS-315を取り囲む円盤ほど若く、強固で、惑星形成に必要な化合物で満たされたものは他にないと、オランダのライデン大学の天文学者、マクルーア氏はビデオ通話でギズモードに語った。

マクルーア氏と彼女のチームは、現在は退役したスピッツァー宇宙望遠鏡によって収集された約3000個の原始星のデータを解析した。それらのほとんどは年齢が高すぎた――「少なくとも100万年、もしかしたら500万年」――で、その周囲には巨大なガス惑星が漂っているだけだったとマクルーア氏は述べた。一方、いわば「年齢の条件」を満たした星は、厚く冷たい分子雲に包まれ、その内部の嵐のような姿を視界から隠していた。

研究チームがふるいにかけた数千の恒星のうち、年齢約10万歳のHOPS-315は、厚いガスの障壁を透過して観測できる稀有な角度に位置していた。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）とアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ALMA）を組み合わせて観測した結果、マクルーア氏が「波打つように毛羽立った」と表現した化合物の痕跡が、初期の惑星形成と強く相関していることが明らかになった。

マクルーア氏によると、その中の1つである一酸化ケイ素は、惑星へと進化する「星間粒子の決定的な証拠」であるため、彼女は何か意味のあるものを見つけたと確信した。

原始惑星アニメーション — このアニメーションは、赤ちゃん星HOPS-315の周囲で高温のガスが固体鉱物に凝縮する様子を描いた想像図です。クレジット：ESO/L. Calçada/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/M. McClure et al.

「JWSTから同じ部分でこれらの高温鉱物も観測されたので、これら2つを合わせて、この『t = 0』の瞬間を初めて明らかに観測していると言えるのです」とマクルーア氏は述べた。「HOPS-315は、質量、大きさ、そして観測されている年齢の点で、太陽が（かつての）姿であったとされる状態と非常によく似ています。そのため、太陽の類似物と言えるのです。だからこそ、私たちは別の太陽系が形成されているのを見ていると言えるのです。」

マクルーア氏のチームは今後、これらのシグナルをさらに深く掘り下げていく予定だ。これらのシグナルの中には、理論モデルが同様の状況で予測していたものと完全には一致しないものもあったと、マクルーア氏は指摘する。特にHOPS-315は、微惑星を研究する極めて稀な機会を提供する。微惑星とは、宇宙の質量がばらばらになった硬い破片で、最終的には集まって惑星のより硬い部分を形成するものを指す。

微惑星は非常にはかなく、一般的に非常に小さいため、天文学者が微惑星を研究できる唯一の方法は、これまでは隕石サンプルを通じてその形成を間接的に追跡することだった。

「今まさに、これらの微惑星が活発に形成されつつあるのを目の当たりにしています」とマクルーア氏は述べた。「私たちは必ずこの調査を続けます。これは、他の方法では不可能な、私たちの銀河の起源を探る画期的な新しい方法となるでしょう。」

近年の天文学における発見の多くは、より新しく、より高度な機器を用いて、以前に観測された天体を再調査することから生まれています。今回の場合、天文学者たちはJWSTとALMAを用いて、既存のスピッツァー衛星のデータを補完しました。同様の例として、ハービッグ・ハロ49/50、通称「宇宙の竜巻」が挙げられます。天文学者たちは、原始星から噴き出す激しいプラズマジェットによって生じる、この蒸気を噴き出す宇宙塵の柱を、2006年にスピッツァー衛星で初めて観測しました。それから約20年後、JWSTは同じ天体をはるかに高い解像度で捉え、当時はそれほど鮮明ではなかった細部を明らかにしました。