1984年、天文学者たちは近くの恒星ベガの周囲に回転するガスと塵の円盤を発見し、惑星の誕生の源となる物質を初めて観測しました。そして今、同じ恒星をさらに詳しく観察したところ、奇妙な事実が明らかになりました。ベガの伝説的な惑星形成円盤には惑星が見つからず、宇宙論的な謎が巻き起こっているのです。
アリゾナ大学の天文学者チームは、NASAのハッブル宇宙望遠鏡とウェッブ宇宙望遠鏡を用いて、恒星ベガを周回する円盤を前例のないほど詳細に観測しました。驚くべきことに、チームは直径約1000億マイルのデブリ円盤の中に、1つ以上の大型惑星の証拠を発見しませんでした。「ベガの円盤は滑らかで、信じられないほど滑らかです」と、アリゾナ大学の研究者で、天体物理学ジャーナルに掲載される2本の論文の共著者であるアンドラス・ガスパル氏は声明で述べています。「これまで観測されてきた他の恒星周回円盤とは異なり、謎に満ちたシステムです。」
ベガは地球からわずか25光年離れたこと座に位置し、北半球の夏の空で明るく見えます。40年前、NASAの赤外線天文衛星はベガの周囲の温かい塵から過剰な赤外線が放射されていることを検出し、恒星を周回する惑星形成物質の存在を示す最初の観測的証拠となりました。
この星の悪名の高さから、1997年の映画『コンタクト』では、地球外生命体の証拠を追う科学者がベガへと旅する物語で主役を演じました。カール・セーガンの小説を映画化したこの作品では、主人公のエリー・アロウェイ（ジョディ・フォスター）がベガに到着しますが、ベガを取り囲む破片の雲の中に惑星は見つかりません。結局、映画は正しく描写しており、現実世界の科学者たちを非常に困惑させる結果となりました。
「太陽系外惑星系の範囲と多様性について考え直すきっかけになる」と、アリゾナ大学の研究者でウェッブ研究の成果を発表した論文の主著者であるケイト・スー氏は声明で述べた。
2005年、NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡はベガの周囲の塵のリングを観測し、その円盤がこれまで考えられていたよりもはるかに大きいことを発見しました。それから約20年後、ウェッブ望遠鏡とハッブル望遠鏡が協力し、ベガの円盤内部のこれまで見たことのない詳細を明らかにしました。ウェッブ望遠鏡は、太陽の40倍の明るさを持つベガの周りを回転する砂粒ほどの粒子からなる恒星の周囲の赤外線の輝きを捉えました。一方、ハッブル望遠鏡は塵からの反射光を検出し、煙ほどの大きさの粒子で構成された円盤の外側のハローを捉えました。
「物理学の種類によって、異なるサイズの粒子が異なる場所に位置づけられる」と、アリゾナ大学スチュワード天文台の研究者であり、ハッブル宇宙望遠鏡の発見を発表した論文の筆頭著者であるスカイラー・ウォルフ氏は声明で述べた。「塵の粒子のサイズが分類されているという事実は、星周円盤の根本的なダイナミクスを理解するのに役立つだろう。」
「ベガ系の構造は、木星や土星のような巨大惑星がベガのような塵の拡散を防いでいる我々の太陽系とは著しく異なっている」と彼女は付け加えた。
恒星は、巨大なガスと塵の雲が自身の重力で崩壊することで形成されます。残った物質は平らになり、回転する円盤を形成し、恒星の周りを公転し始めます。そして、これが惑星形成の材料となります。ハッブル宇宙望遠鏡は、惑星が突き進む原始惑星系円盤をいくつか観測しましたが、ベガの円盤に惑星のような天体が全く存在しない理由は明らかではありません。
「恒星周円盤にどれほどの多様性があるのか、そしてその多様性が基盤となる惑星系とどのように結びついているのかを詳細に観察しています。隠れた惑星が見えなくても、惑星系について多くのことが分かってきています」とスー氏は述べた。「惑星形成プロセスには未だ多くの未知数があり、ベガの今回の新たな観測は、惑星形成モデルの限界を定めるのに役立つと考えています。」
