胎児が母親の子宮内で胎盤や羊水に守られているように、生まれたばかりの星も、ガスや塵に包まれた状態にある。もちろん星はガスの塊が集まって誕生するのではあるが、非常に奥に位置しているため、胎児の状態を確認する際に医師が超音波を用いるように、天文学者も「赤ちゃん星」の状態を観測するには特別な装置が必要となる。
チリの高地に設置された巨大な電波望遠鏡「アルマ望遠鏡（ALMA＝Atacama Large Millimeter/submillimeter Array）」は、まさにそのような観測に適した装置である。名称が示す通り、通常の光学望遠鏡では捉えられない波長の長い電波を用いる点が特徴だ。波長が長い光は、ガスや塵を通過しやすいため、こうしたガスに包まれた赤ちゃん星を観測するのに最適とされている。
科学誌などによると、アルマ望遠鏡を用いて複数の赤ちゃん星と、その周囲を取り巻く塵のリングである原始惑星系円盤が観測されてきたという。原始惑星系円盤は、地球のような惑星が誕生する場所とされており、科学者たちにとって主要な観測対象の一つとなっている。
しかし、この原始惑星系円盤の中で誕生したばかりの惑星を観測するのは、アルマのような大型電波望遠鏡を使用しても容易ではない。そもそも赤ちゃん星は遠方から観測するには小さく、光も弱い上、まだ塵やガスに覆われているため、その姿を捉えるのは一層困難だからだ。
オーストラリアのモナシュ大学のクリストフ・パンテ教授の研究チームは、7年前から「exoALMA」プロジェクトを立ち上げ、赤ちゃん星の観測に取り組んできた。最近、この研究チームは発想の転換によって、赤ちゃん星の観測に成功した。胎児の姿を直接目で見ることなく、反射された超音波を使って顔まで鮮明に確認できるように、周囲のガスの形状や動きから赤ちゃん星の存在を捉えるという手法だ。
研究チームは最近、複数の赤ちゃん星の姿を公開した。それはまるで赤ちゃんを包むおくるみのように渦巻く塵とガスの雲の中心に形成された原始惑星の姿だった。観測結果をもとに、研究チームは、原始惑星が天文学的に見て非常に短い期間である数百万年以内に形成されることを明らかにした。太陽系の惑星もまた、比較的短い期間で誕生した可能性が高いということだ。
現在、地球と月の誕生を説明する最も有力な仮説とされている巨大衝突説は、原始地球が火星ほどの大きさの別の原始惑星と衝突し、その後に地球と月が形成されたという理論である。原始惑星自体は比較的短期間で形成されるが、これらの一部は他の惑星と衝突したり、他の惑星の重力によって軌道が変化して移動したりするなど、数千万年にわたってさまざまな変化を経た後に、惑星系が安定すると考えられている。
科学者たちはアルマや他の高性能な望遠鏡を用いて、さまざまな段階にある惑星系や恒星を観測し、そこから一つずつパズルのピースを埋めるように、惑星がどのように形成されるのかを明らかにしてきた。将来的には、アルマを上回る性能を持つ望遠鏡が登場することで、若い惑星そのものを直接捉えられる日が訪れると期待されている。
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