巨大な星がどのようにして近隣の惑星円盤を彫刻するのか

の 星形成 そして彼らの惑星系は非常に複雑なプロセスです。 それでもなお、第一次的には、私たちは物事を次のように見ることができます。つまり、星の苗床とも呼ばれる広大なガスと塵の雲の中で、小さな領域が何らかの理由で臨界密度に達し、その領域が崩壊することになります。 この中心に « 塊 »、質量が特定のしきい値に達すると、重力が水素原子の原子核を強制的に融合させるのに十分なほど強くなります。 熱核放射 (物質を外側に押し出す) と重力 (物質を内側に引き寄せる) の間のバランスが確立され、高密度で輝く球体が形成され、星が誕生します。

このプロセス中に、塊の小さな不均一性の影響で、材料は自然に回転し始めます。 それは、浴槽の水を空け終わって水が巻き上がって渦を形成するときに何が起こるかに似ています。 星の周りでは、残留ガスと塵が円盤を形成し、赤道面内で回転します。 ここは、星の誕生から数百万年かけて惑星が形成される場所です。 そこで起こるプロセス、衝突と降着の混合、そして恒星の強烈な放射は言うまでもなく、本質的に非常に不安定であり、これがこれまでに観察された惑星系の極端な多様性を少なくとも部分的に説明している。

この渦巻く豊かさ自体は十分複雑ではないかのように、隣接する巨大な星から放出される強力な紫外線の影響も受けています。 先週金曜日に2つの研究が発表されました 自然天文学 そして木曜日に 科学 記念碑的なジェームス・ウェッブ宇宙望遠鏡によって行われた新しい観測のおかげで、素晴らしい方法でそれを確認したところです。

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それは小さな原始惑星系円盤です。 オリオン座の雲、かなり散文的に d203-506 と呼ばれ、この作品の主題となっています。 彼はによって特定されていた ハッブル望遠鏡空間 観察することによって « バール・ドリオン »これは、同名の雲の中心に位置するかなり密集した領域 (上の画像の左下隅にある斜めの尾根のようなものを形成している) であり、天文学者らは、この領域でおそらく星が誕生しているのではないかと推測しました。 この領域は、トラペジウム星団 (中央) の強力な星々によっても照らされています。トラペジウム星団 (中央) は、その紫外線 (UV) 放射が太陽の数万倍も強い超大質量巨人です。

地球からは、d203-506 円盤が真正面から見え、その中心にある星を隠しています。 それにもかかわらず、JWST の驚くべき性能により、その周囲に繭を形成するガスの外皮を明らかにすることができました。 « これは実際には、近隣の巨星からの強力な紫外線によって千度まで加熱された水素ガスです。 »詳細 オリヴィエ・ベルネ、トゥールーズのIrapのCNRS天体物理学者、これらの恒星形成領域の専門家であり、2006年に発表された研究の筆頭著者 科学。 実際、分子は非常に撹拌されているため、星の重力から逃れるのに十分な速度に達し、成長し続けるこの泡を形成します。 ディスクは実際に蒸発しています。 « そして、どのくらいの速さかを測定することができました : 毎年、地球の質量と同等のガスの質量が円盤から放出されます。 »研究者を指定します。 « 私たちは、100万年以内にすべてのガスが取り除かれ、残りのガスが残ると考えています。 初め 土星や木星のような巨大ガス惑星を形成するには時間が短すぎます。 »

紫外線彫刻

つまり、超大質量星 « 彫刻する » 近隣の原始惑星系円盤とその紫外線放射。 « 惑星形成ゾーンにおけるこの蒸発現象を特徴づけ、定量化することに成功したのはこれが初めてであり、本当に非常に印象的です。 »コメント トリスタン・ギヨ、コートダジュール天文台の天体物理学者。 « 私たちの太陽は、d203-506 ほど極端な紫外線環境で形成されませんでしたが、原始惑星系円盤とその惑星の進化に役割を果たした大質量星が近くにまだ存在したに違いありません。 この蒸発は木星の組成に特に影響を与えた可能性があります。 »

この紫外線は « 星外 » また、ディスクの化学的性質においてさらに細かい役割を果たします。 これは、2006 年に発表された 2 番目の研究の主題です。 自然天文学これは同じ観察に基づいて実行されました (両方の記事に一定数の著者が共通しています)。 « OH分子を特定しました (水素原子 1 つと酸素原子 1 つ、編集者注) 2 つのまったく異なる興奮状態で »オルセーにあるパリ・サクレー大学宇宙天体物理学研究所の博士課程学生であり、この研究の筆頭著者であるマリオン・ザンネーゼ氏はこう説明する。 « 最初の状態は、紫外線の影響下で水の解離によって得られる分子に対応します。 ; 2 番目の状態は、二水素と酸素の反応から生じる OH 分子に対応し、水分子の形成に向けたステップを構成します。 »

絶え間ないバレエ

言い換えれば、研究者らは水が破壊され、絶え間なくバレエのように再形成されるのを観察しているのです。 惑星系規模の原始的な水循環。 このプロセスは、重水素（重水素とも呼ばれ、その原子核には中性子が 1 つしか含まれていないのに対し、水素には 2 つの中性子が含まれている）の内容も変化するため、簡単ではありません。 « クラシック ») ディスク内に最初から存在する水。 これは、地球上の水が原始星で観察されるものと同じ組成を持たない理由の一部を説明できる可能性があります。 « 私たちの原始惑星系円盤の外側部分では、隣接する恒星からの照射はそれほど受けていない可能性がありますが、太陽自体からの紫外線放射が、地球が形成された内側の円盤に影響を与えた可能性があります。 »マリオン・ザネーゼ氏はこう推測する。