ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST)は引き続き驚異的な発見をしている。今回の発見はがか座に位置するがか座ベータ星系での大規模な小惑星の衝突である。この系は若く、進化の旅路を始めたばかりで、惑星が形成され始めている段階だ。最近、JWSTの観測により、この系のダスト粒子から放出されるエネルギーの変化が20年前の観測と比べて著しく異なることが示された。以前はダストの生成が継続的に行われていると考えられていたが、結果として20年前のデータは一度きりのイベントであり、消滅してしまったことを示唆している。これはおそらく、小惑星の衝突を示しているのだ。
がか座ベータ星はがか座に位置する地球から63光年離れた若い恒星であり、その周囲には新しい惑星系が形成されつつある素晴らしい星周円盤が存在することで知られている。この星は多くの研究の対象となってきたが、それは惑星形成の研究に理想的な機会を提供するだけでなく、すでに発見されている惑星がか座ベータ星bが存在するためである。
20年前に遡ると、スピツァー赤外線観測所はがか座ベータ星を観測していた。これは、若い恒星や天体に見られることが多い結晶性ケイ酸塩鉱物から放出される熱を探すためであった。2004年から2005年にかけての観測では、そのような痕跡は見られず、小惑星の衝突が起こり、それらが破壊されて微細なダスト粒子、砂粒よりも小さく、粉砂糖よりも細かい粒子に変わったことを示唆している。
Spitzerは17ミクロンおよび24ミクロンの波長で放射を検出し、大量のダストが存在する結果を得た。JWSTを使用して、研究チームはがか座ベータ星周囲のダスト粒子からの放射を調査し、これをスピツァーの発見と比較することができた。彼らは、20年前の同じ波長での放射が著しく減少していることを発見した。
ジョンズホプキンズ大学の主任天文学者Christine Chen氏によれば、「ウェッブの新しいデータによって、実際には大規模な小惑星サイズの天体同士のまれな壊滅的な衝突の後を目撃したという説明ができ、この恒星系の理解が完全に変わった」という。
研究チームは、星周円盤全体の粒子の分布を追跡することで、ダストが若い恒星の熱放射によって外向きに散乱されたことを発見した。以前のスピツァーの観測では、ダストが恒星を取り囲んでおり、その熱放射によって加熱され、強い熱放射体となっていた。これはもはや当てはまらず、そのダストは移動し、冷却され、もはやその熱的特徴を放出していない。
この発見は、惑星系の形成に関する我々の見方を修正した。以前の理論では、小さな天体が蓄積され、時間と共にダストを補充するとされていた。しかし、JWSTは、ダストが常に時間と共に補充されるわけではなく、新しい惑星系を新しいダストで種付けするためには壊滅的な小惑星の衝突が必要であることを示した。研究チームは、粉砕された小惑星が恐竜を絶滅させた小惑星の約10万倍の大きさであったと推定している。
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