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今週の宇宙写真:ジェームズ・ウェッブ望遠鏡とハッブル望遠鏡が結集し、「不可能な」惑星の謎を解明する


新しいジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によるNGC 346と呼ばれる星団の観測は、初期宇宙における惑星の形成の方法、時期、場所についての理解を深めています。

それは何か: NGC 346と呼ばれる星のオープンクラスター

場所: 210,000光年離れた、トゥカン座にあります。

共有された日時: <&47;strong>2024年12月16日

なぜそれが特別なのか:このジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)の画像は、天文学者が惑星の形成に関する長年の謎を解明するのに役立ちました。この謎は20年以上前に始まり、ハッブル宇宙望遠鏡が宇宙で最も古い既知の惑星を発見したときに生じました。この惑星は、科学者たちが可能だと考えていたよりも早く宇宙の歴史の中で形成されました。

星は分子雲と呼ばれるガスと塵の大きな雲の中で形成されます。残ったガスと塵は星の周りの円盤に集まります。惑星はこの円盤から形成されます。科学者たちは、初期の星には惑星が存在しなかったと考えていました。なぜなら、炭素や鉄などの重い元素が不足していたからです。これらの元素は星の核融合や超新星の死によって生成されます。彼らは、これらの重い元素が惑星形成の円盤が惑星が形成されるのに十分な時間存在するために不可欠であると考えていました。

関連: <&47;strong>今週の宇宙写真: ハッブルが23年かけて捉えた傾いた渦巻銀河<&47;strong><&47;u>

しかし、2003年にハッブルは、約5,600光年離れた天の川のM4球状星団にある古い星の周りを公転する巨大な惑星を検出しました。球状星団は非常に古く、したがって重い元素が不足しています。この系外惑星は約130億年の歳月を経ており、惑星が宇宙の歴史の中で科学者たちが考えていたよりも早く形成された可能性があることを示唆しています。しかし、天文学者たちは、宇宙の歴史の中でそれがどのように早く形成されたのか正確にはわかりませんでした。

初期宇宙についてもっと学ぶために、天文学者たちは古代銀河と似た条件を持つ代理を使用します。その一つが、天の川を周回する矮小銀河である小マゼラン雲(SMC)内の星形成領域である星団NGC 346です。初期の銀河のように、SMCは重い元素を欠いており、主に水素とヘリウムで構成されています。

天文学者たちがハッブル望遠鏡をNGC 346に向けたとき、星の周りに惑星形成円盤が存在していた兆候を発見しました。それは2000万年から3000万年の間存在していたとされ、理論が予測した円盤の生存期間の約10倍にあたります。しかし、その兆候は微弱であったため、天文学者たちはさらなる証拠を必要としました。

2023年、JWSTは近赤外分光計と中赤外線機器が提供する前例のない感度と解像度を使用して、NGC 346における長寿命の惑星形成円盤の存在を確認しました。

2024年12月16日に『天体物理学ジャーナル』に発表された調査結果は、ハッブルの結果を確認し、重い元素の不足が星の惑星形成円盤を散逸させる能力を遅らせる可能性があることを示唆しています。これにより、惑星が形成される時間が増えることになります。別の理論として、星が形成される初期のガス雲がより大きい可能性があり、その結果、より大きく、長寿命の円盤が形成されるというものがあります。

より崇高な宇宙の画像については、私たちの「今週の宇宙写真アーカイブ」をご覧ください。