「太陽系はこうして生まれた？」恒星の微振動が暴いた“生まれたての惑星”！

宇宙の塵の中で完成しつつある恒星系

微細な動きから隠れた惑星を発見

太陽系のような一つの惑星系は、ガスや塵の粒子が分子雲を形成した後、重力の力で崩壊し、中心部で星が最初に作られ、その後周囲の物質が惑星を形成する過程を経て完成する。場合によっては、複数の星が同時に形成され、星を取り囲む物質は円盤状を成す。これを原始惑星系円盤と呼ぶ。

しかしこの過程は濃い宇宙塵に囲まれた内側で行われるため、外からそれを覗くのは難しい。だが、欧州宇宙機関（ESA）の宇宙望遠鏡、ガイアは、星の微細な揺らぎを感知できる天文測量機器で、塵の幕の内側で何が起こっているかをある程度確認できる。直接覗くことはできないが、惑星や伴星が星に及ぼす重力効果による星の微細な「揺れ」を感知する能力で、伴星や天体の存在を知ることができる。

欧州宇宙機関が地上の電波望遠鏡と宇宙望遠鏡のガイアが捉えた銀河系の赤ちゃん恒星系31個と初期太陽系を比較した写真を公開した。

チリのアタカマ砂漠にある電波望遠鏡・アルマの観測写真にガイアが取得した天文測量データを追加し、塵の裏側に隠れている天体の位置を示した合成写真だ。太陽系は実測写真ではなく、形成されてから約100万年が経過した時の姿を描写したものだ。残りの恒星系は、膨大なガスや塵の雲が崩壊し、最近誕生した非常に若い星々を中心に形成されたものだ。32個の恒星系の中で太陽系はどこにあるのか？

三種類の伴天体

ガイアはアルマ電波望遠鏡が観測した98個の赤ちゃん恒星系の中で31個で伴天体の存在を示唆する微細な動きを感知した。その動きの程度が7個では惑星質量天体と一致し、8個では褐色矮星と最もよく合致した。褐色矮星は惑星よりも大きいが星よりは小さい天体だ。残りの16個には伴星が存在する可能性が高いことが示された。ガイアが推定したこれらの伴天体の位置は写真で青緑色で示されている。誕生したばかりの太陽系では最初に生まれた木星の軌道が同じ色で示されている。

ガイアの天文測量技術を利用して形成段階にある星の周りで伴天体を見つけたのは今回が初めてだ。ドイツにある欧州南天天文台（ESO）研究チームは形成段階にある数百個の星の観測データから伴天体を特定した。この研究は国際学術誌『Astronomy & Astrophysics』に掲載される予定だ。

欧州宇宙機関はガイアが発見した伴天体は今後、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡などを通じて追加観測が行われる予定だと発表した。