約20年前、天文学者たちは地球からわずか63光年離れた若い恒星の周囲に、微細な塵粒子からなる巨大な雲を観測しました。しかし、ウェッブ宇宙望遠鏡による最近の観測では、この塵雲は謎の消失を遂げていました。そして今、新たな論文が発表され、この塵雲は、巨大な天体を粉砕し、その残骸をがか座ベータ星系全体に拡散させた激しい現象によって引き起こされた可能性を示唆しています。
ウェッブ天文台の新たなデータを用いて、科学者グループはがか座ベータ星の周囲で発見された塵粒子から放出されるエネルギー特性に重大な変化を発見しました。粒子は完全に消失していました。ウェッブ天文台のデータを、2004年と2005年にスピッツァー宇宙望遠鏡が捉えた過去の観測データと比較することで、科学者たちは約20年前に大型小惑星同士の壊滅的な衝突が発生し、天体が粉砂糖よりも小さな微細な塵粒子に分解されたと示唆しています。塵は恒星から遠ざかるにつれて冷却された可能性が高いため、スピッツァー宇宙望遠鏡が最初に観測したような熱的特徴をもはや放出していません。この新たな発見は、ウィスコンシン州マディソンで開催されたアメリカ天文学会年次総会で月曜日に発表されました。
宇宙望遠鏡科学研究所とジョンズ・ホプキンス大学の天文学者、クリスティン・チェンは、2004年にスピッツァー宇宙望遠鏡を用いて、がか座ベータ星を初めて観測しました。この若い恒星系には、他の恒星の周囲に広がるデブリ円盤が初めて撮影され、その近さと明るさで知られています。
ウェッブ氏との12時間の観測を任されたチェン氏は、長年彼女を魅了し続けてきた同じ恒星系、がか座ベータ星系をもう一度見たいと思った。しかし今回は、その恒星系は以前ほど見覚えのあるものに見えなかった。「『なんてことだ、特徴が消えている』と思いました」とチェン氏はギズモードに語った。「これは現実なのか？ もしそうだとしたら、一体何が起こったのか？」
ウェッブ観測を通じて、新たな研究を率いたチェン氏と彼女のチームは、若い星の周囲によく見られる鉱物である結晶質ケイ酸塩が放出する熱に注目し、2004年と2005年に観測された粒子の痕跡は発見できなかった。
「天文学者が空を見上げて何かを見つけるとき、私たちは常にすべてが定常状態にあり、変化していないと仮定しています」とチェン氏は述べた。「なぜそう考えるかというと、私たちが見ている特定の瞬間について考えてみると、その瞬間は天体の年齢に比べて非常に短いからです。ですから、何か興味深いものを捉える可能性は非常に低いと考えるのです。」
しかし、がか座β星はそうではなかったようです。この恒星系は2000万年から2600万年と推定されています。これは、私たちの太陽系（約46億年）と比較すると比較的若いと言えます。初期の恒星系は、巨大小惑星の衝突によって地球型惑星がまだ形成段階にあるため、予測がより困難です。
そのため、がか座ベータ星で観測された変化は非常に顕著でした。天文学者によると、塵の雲は恐竜を絶滅させた小惑星の10万倍の大きさでした。これは、この巨大な雲の形成を引き起こした可能性のある衝突は、直径530キロメートル（329マイル）に広がる主小惑星帯で2番目に質量の大きい天体であるベスタと同程度の小惑星との衝突であった可能性を示唆しています。
その後、塵は恒星からの放射によって外側へ拡散し、恒星付近の塵は加熱されて熱放射を放出し、スピッツァーの観測機器によってそれが特定されました。ウェッブの新たな観測により、塵は消失し、置き換わっていないことが明らかになり、激しい衝突が行われたことが示唆されました。
「このような大規模な衝突は、私たちの太陽系が同程度の年齢だった頃、地球型惑星の形成過程の一環として起こったに違いないと考えています」とチェン氏は述べた。「月、火星、水星の古い地球型惑星の表面を見ると、いずれもクレーターが見られます。これは、太陽系がまだ若かった頃には、衝突がはるかに頻繁に起こっていたことを示しています。」
最近のベータ・ピクトリスの観測を通じて、科学者たちは、太陽系を形成した形成過程が宇宙全体で稀なものなのか、それともより頻繁なものなのか、そしてこうした初期の衝突が特定の恒星系の居住可能性にどのような影響を与えるのかを調査することができる。
「もしこの巨大な衝突が起こり、恒星から外側へ広がる塵の雲ができたとしたら」とチェン氏は述べた。「この塵の雲が惑星系へ向かう途中で惑星にも衝突し、惑星の大気に塵を降らせた可能性も考えられる」
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