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連星になっている原始星の周りに原始惑星系円盤が発見されたのだけど、それぞれの円盤の角度はかなり傾いている、という観測結果が得られたようです。
互いに傾いた原始惑星系円盤を連星系で発見
(AstroArts記事)
連星系のそれぞれに円盤があって、それが傾いていることが判明したのは、おうし座HK星という天体。
リンク先の記事に写真が載っているけど、電波望遠鏡とハッブル宇宙望遠鏡の画像を合成して見やすく加工してあるとはいえ、実に見事に両者の円盤が撮影されててビックリです。
やはりALMA望遠鏡の威力はすさまじいです。
原始惑星系円盤自体の観測は結構前からされているけど、かつては円盤は間接的な観測でしか見られませんでした。
中心の天体が明るいからそのままでは見えないのは当然なんだけれど、スペクトルを調べてやると円盤からの放射も見られるんですね。
中心星が単独で存在していて円盤が無い場合は当然中心星のスペクトルしか見えないけど、周りに円盤があると円盤の熱放射による赤外線も見えるわけです。
だから、スペクトルを調べてやって波長が長い方に特徴的な構造が現れて、それで原始惑星系円盤の存在を間接的に知ることができるということです。
その赤外線領域のスペクトルの見え方で、生まれたての星と円盤の段階を分類することもあるんだけれど、最近はもっと詳しく観測できるようになったため、記事にあるみたいな円盤の画像そのものを取得することも可能に。
特に最近本格的に観測を始めたALMAを使うと、円盤の構造まで明らかにできます。
円盤の構造ものっぺりと一様なのばかりじゃなく、中心星付近に穴が開いた円盤や、途中にギャップ構造のある円盤や、スパイラル上の腕が形成されている円盤などなど、バラエティ豊かなのも分かって来ています。
原始惑星系円盤がいろいろな構造を取るにはちゃんと理由があるはずで、いろいろ理論もあるのだけどまだ分かっていないことも多い。
例えば、ギャップが空いている円盤だとギャップ内に惑星が形成されてれば比較的簡単に説明ができるけど、他の観測ではギャップの中には惑星らしき天体は発見されていない、などです。
さて今回の発見では、連星周りの円盤がお互いにかなり傾いているとのこと。
連星系ではお互いの重心の周りを公転しあっているわけだから、その周りの円盤にあるガスや塵も連星が回る平面上と同一平面上にあるだろうというのがもっともざっくりとした予想というわけです。
ただ、そうなっていなければならない理由があるわけじゃなく、連星だったら相手方の円盤に悪さをして円盤面が傾いたり、そもそも形成過程次第では円盤の向きが揃っている必要はないわけですね。
記事の最後にもありますが、連星系の円盤がどのようになっているのか、サンプル数がもっと増えれば面白いことが言えるのかもしれません。
原始惑星系円盤が傾いていると何が起きるかと言うと、その中で形成される惑星の軌道も必然的に傾くことになるため、非常に傾いた軌道を持つ惑星の存在を説明できるかもしれないのです。
太陽系の惑星はみんな大体同じ平面にあって、太陽の自転の向きともほとんど一致してるけど、太陽系外惑星の中にはそうでないものもいくつか発見されてます。
極端なものだと、恒星の自転とは真逆の方向に公転しているものもあって、これは通常の惑星形成理論では説明できません。
他の惑星や伴星の影響で軌道が徐々に変えられて逆行軌道になったという説や、惑星同士の散乱で軌道が乱されてへんてこな軌道になったという説などが提案されていますが、確たる証拠はありません。
他にも、惑星を複数持っている系で軌道が大きく傾いているという例も発見されていて、こっちの説明もなかなか困難です。
惑星同士の散乱で軌道が傾いたならそれぞれの惑星の軌道はバラバラになっちゃうし、他の伴星の影響も、複数の惑星の軌道すべてを同一平面上を保ったまま大きく傾けるなんてことが可能なのか未知数です。
そのほかに考えられる理由としては、惑星ができる頃、原始惑星系円盤の段階からすでに傾いていたから、その傾いた円盤の中でいくつか惑星が形成されたら当然惑星の軌道は大きく傾きつつ同一平面上にあるよね、というものがあります。
今回の発見のような、連星系で原始惑星系円盤が大きく傾くという現象がそう珍しくない出来事なのであれば、恒星の自転から大きくずれた方向に公転する惑星の存在も珍しくない可能性があります。
いずれにせよ、ALMAでもっと他の観測例が上がるとおもしろいですね。
互いに傾いた原始惑星系円盤を連星系で発見
(AstroArts記事)
連星系のそれぞれに円盤があって、それが傾いていることが判明したのは、おうし座HK星という天体。
リンク先の記事に写真が載っているけど、電波望遠鏡とハッブル宇宙望遠鏡の画像を合成して見やすく加工してあるとはいえ、実に見事に両者の円盤が撮影されててビックリです。
やはりALMA望遠鏡の威力はすさまじいです。
原始惑星系円盤自体の観測は結構前からされているけど、かつては円盤は間接的な観測でしか見られませんでした。
中心の天体が明るいからそのままでは見えないのは当然なんだけれど、スペクトルを調べてやると円盤からの放射も見られるんですね。
中心星が単独で存在していて円盤が無い場合は当然中心星のスペクトルしか見えないけど、周りに円盤があると円盤の熱放射による赤外線も見えるわけです。
だから、スペクトルを調べてやって波長が長い方に特徴的な構造が現れて、それで原始惑星系円盤の存在を間接的に知ることができるということです。
その赤外線領域のスペクトルの見え方で、生まれたての星と円盤の段階を分類することもあるんだけれど、最近はもっと詳しく観測できるようになったため、記事にあるみたいな円盤の画像そのものを取得することも可能に。
特に最近本格的に観測を始めたALMAを使うと、円盤の構造まで明らかにできます。
円盤の構造ものっぺりと一様なのばかりじゃなく、中心星付近に穴が開いた円盤や、途中にギャップ構造のある円盤や、スパイラル上の腕が形成されている円盤などなど、バラエティ豊かなのも分かって来ています。
原始惑星系円盤がいろいろな構造を取るにはちゃんと理由があるはずで、いろいろ理論もあるのだけどまだ分かっていないことも多い。
例えば、ギャップが空いている円盤だとギャップ内に惑星が形成されてれば比較的簡単に説明ができるけど、他の観測ではギャップの中には惑星らしき天体は発見されていない、などです。
さて今回の発見では、連星周りの円盤がお互いにかなり傾いているとのこと。
連星系ではお互いの重心の周りを公転しあっているわけだから、その周りの円盤にあるガスや塵も連星が回る平面上と同一平面上にあるだろうというのがもっともざっくりとした予想というわけです。
ただ、そうなっていなければならない理由があるわけじゃなく、連星だったら相手方の円盤に悪さをして円盤面が傾いたり、そもそも形成過程次第では円盤の向きが揃っている必要はないわけですね。
記事の最後にもありますが、連星系の円盤がどのようになっているのか、サンプル数がもっと増えれば面白いことが言えるのかもしれません。
原始惑星系円盤が傾いていると何が起きるかと言うと、その中で形成される惑星の軌道も必然的に傾くことになるため、非常に傾いた軌道を持つ惑星の存在を説明できるかもしれないのです。
太陽系の惑星はみんな大体同じ平面にあって、太陽の自転の向きともほとんど一致してるけど、太陽系外惑星の中にはそうでないものもいくつか発見されてます。
極端なものだと、恒星の自転とは真逆の方向に公転しているものもあって、これは通常の惑星形成理論では説明できません。
他の惑星や伴星の影響で軌道が徐々に変えられて逆行軌道になったという説や、惑星同士の散乱で軌道が乱されてへんてこな軌道になったという説などが提案されていますが、確たる証拠はありません。
他にも、惑星を複数持っている系で軌道が大きく傾いているという例も発見されていて、こっちの説明もなかなか困難です。
惑星同士の散乱で軌道が傾いたならそれぞれの惑星の軌道はバラバラになっちゃうし、他の伴星の影響も、複数の惑星の軌道すべてを同一平面上を保ったまま大きく傾けるなんてことが可能なのか未知数です。
そのほかに考えられる理由としては、惑星ができる頃、原始惑星系円盤の段階からすでに傾いていたから、その傾いた円盤の中でいくつか惑星が形成されたら当然惑星の軌道は大きく傾きつつ同一平面上にあるよね、というものがあります。
今回の発見のような、連星系で原始惑星系円盤が大きく傾くという現象がそう珍しくない出来事なのであれば、恒星の自転から大きくずれた方向に公転する惑星の存在も珍しくない可能性があります。
いずれにせよ、ALMAでもっと他の観測例が上がるとおもしろいですね。
[0回]
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庭、というほどのスペースでもないけど、空き地に雑草が生い茂ってきました。
梅雨入りもしてしまったので、天からの恵みを受けて憎たらしいほどすくすく育つのでしょう。
例年は結構放置していちどきに処理する羽目になってたわけですが、今年は試しに市販の除草剤を使ってみる事にしました。
農家のおじさんが使っているような大々的なものはさすがに無理だけど、ホームセンターで売っているようなレベルのであれば素人でも扱えそうです。
もちろんそれ相応の注意は必要ですが。
というわけでホームセンターに行って、手頃な除草剤を探す事に。
そこで買ったのがこれ
ネコソギAL1.0
他にもあったけど何となく。
会社名も商品名も全く聞いた事ない商品ですが、適当に検索してみたところまあまあシェアは持っているようです。園芸なんてやらないので全く知らなかった。
これをそのまま雑草の葉にかけてやることによって、葉から有効成分が吸収されて根っこから枯らしてくれるらしい。なるほど、本当なら素晴らしい事ですね。
というわけで、数日前にこれを庭の雑草達に散布してみました。
今のところ枯れてるように見えるものはありませんが、効果が出るのに何日もかかるらしいので気長に待つ事にします。
心無しか、雑草の葉っぱが頭を垂れて来たように見えなくも無いが、果たして。
一応経過を記録におさめてみようということで写真で定点観測はしてるので、そのうちまとめよう。効いたか効かなかったかに関わらず。
梅雨入りもしてしまったので、天からの恵みを受けて憎たらしいほどすくすく育つのでしょう。
例年は結構放置していちどきに処理する羽目になってたわけですが、今年は試しに市販の除草剤を使ってみる事にしました。
農家のおじさんが使っているような大々的なものはさすがに無理だけど、ホームセンターで売っているようなレベルのであれば素人でも扱えそうです。
もちろんそれ相応の注意は必要ですが。
というわけでホームセンターに行って、手頃な除草剤を探す事に。
そこで買ったのがこれ
ネコソギAL1.0
他にもあったけど何となく。
会社名も商品名も全く聞いた事ない商品ですが、適当に検索してみたところまあまあシェアは持っているようです。園芸なんてやらないので全く知らなかった。
これをそのまま雑草の葉にかけてやることによって、葉から有効成分が吸収されて根っこから枯らしてくれるらしい。なるほど、本当なら素晴らしい事ですね。
というわけで、数日前にこれを庭の雑草達に散布してみました。
今のところ枯れてるように見えるものはありませんが、効果が出るのに何日もかかるらしいので気長に待つ事にします。
心無しか、雑草の葉っぱが頭を垂れて来たように見えなくも無いが、果たして。
一応経過を記録におさめてみようということで写真で定点観測はしてるので、そのうちまとめよう。効いたか効かなかったかに関わらず。
[0回]
そうそうしょっちゅう風邪をひく方ではないんですが、こないだの風邪はなかなか強烈なパンチとなりました。
いつも大体風邪のパターンは決まっていて、最初に喉の不調から入り、ちょっと熱っぽいとか倦怠感とかのフェーズを経て、鼻水が止まらない段階へと移行する。
しばらく鼻水は出るが、数日もすればすっきり回復するという、風邪のお手本のような症状の推移が毎回観測されます。
細菌だのウイルスだのいった風邪の原因が初めに喉に炎症を起こし、それらを排除するために免疫系が仕事を始めるために熱が出て倦怠感を覚え、最後に老廃物を鼻水という形で排出する、その一連の流れ作業を見せつけられている感じです。
これが免疫システムというやつか。
症状が軽い時は熱のフェーズが飛ばされることがあるけど、それは要するに大した熱じゃなくても片付けられるほどの原因だったという事なんでしょう。分かりやすくて良い事です。
さていつもならこの流れに沿って終わるはずだったんですが、今回はちょっと違う方向へ行きました。
熱っぽくなって倦怠感を覚える所までは同じだったんですが、そのあとにおそらくは熱から来る筋肉痛に大いに苦しめられるというフェーズがありました。
インフルエンザクラスの熱で筋肉痛や関節痛になることはありますが、風邪程度でなったのは初めてです。
自分で思っていたよりも相当熱があったから、それで筋肉痛を引き起こしたのかもしれませんが、熱は結局測らなかったから真相は闇の中です。
とりあえず、熱っぽさと倦怠感を持ったまま眠りにつこうとしたんですが、次第に上半身、特に腕から胸あたりの筋肉がギシギシきしんでいるような極めて不快な痛みに襲われました。
所詮筋肉痛だろうと思われるかもしれませんが、激痛というわけでもなく、どちらかというと鈍痛なわけですが、それによる苦しみは想像を絶するものがありました。
痛みとだるさで夜通し唸り続ける羽目になるとは思っても見ませんでした。
風邪による筋肉痛ですが、やはりこれも高熱と同じで免疫機構が原因のようです。
ウイルスや細菌がはいると免疫系はこれらを排除しようという動きをするわけですが、この影響で体内で炎症が起きるとのこと。
恐らく今回の風邪は、主戦場が筋肉組織になってしまったのでしょう。
そこで筋肉周りに炎症を起こし、筋肉痛になってしまったと。
運動のし過ぎなどによる筋肉痛の場合は筋肉をほぐすなどの対症療法がありますが、風邪による筋肉痛の場合は対処法無しということで、放っておくしか無いようです。
事実風邪薬ものまず自然治癒に任せるままにしておきましたが、風邪も筋肉痛も無事治まりました。
しかしはっきりとした痛みがあるというのに、安静にしている以外にどうしようもないというのも実に歯がゆいものです。
いつも大体風邪のパターンは決まっていて、最初に喉の不調から入り、ちょっと熱っぽいとか倦怠感とかのフェーズを経て、鼻水が止まらない段階へと移行する。
しばらく鼻水は出るが、数日もすればすっきり回復するという、風邪のお手本のような症状の推移が毎回観測されます。
細菌だのウイルスだのいった風邪の原因が初めに喉に炎症を起こし、それらを排除するために免疫系が仕事を始めるために熱が出て倦怠感を覚え、最後に老廃物を鼻水という形で排出する、その一連の流れ作業を見せつけられている感じです。
これが免疫システムというやつか。
症状が軽い時は熱のフェーズが飛ばされることがあるけど、それは要するに大した熱じゃなくても片付けられるほどの原因だったという事なんでしょう。分かりやすくて良い事です。
さていつもならこの流れに沿って終わるはずだったんですが、今回はちょっと違う方向へ行きました。
熱っぽくなって倦怠感を覚える所までは同じだったんですが、そのあとにおそらくは熱から来る筋肉痛に大いに苦しめられるというフェーズがありました。
インフルエンザクラスの熱で筋肉痛や関節痛になることはありますが、風邪程度でなったのは初めてです。
自分で思っていたよりも相当熱があったから、それで筋肉痛を引き起こしたのかもしれませんが、熱は結局測らなかったから真相は闇の中です。
とりあえず、熱っぽさと倦怠感を持ったまま眠りにつこうとしたんですが、次第に上半身、特に腕から胸あたりの筋肉がギシギシきしんでいるような極めて不快な痛みに襲われました。
所詮筋肉痛だろうと思われるかもしれませんが、激痛というわけでもなく、どちらかというと鈍痛なわけですが、それによる苦しみは想像を絶するものがありました。
痛みとだるさで夜通し唸り続ける羽目になるとは思っても見ませんでした。
風邪による筋肉痛ですが、やはりこれも高熱と同じで免疫機構が原因のようです。
ウイルスや細菌がはいると免疫系はこれらを排除しようという動きをするわけですが、この影響で体内で炎症が起きるとのこと。
恐らく今回の風邪は、主戦場が筋肉組織になってしまったのでしょう。
そこで筋肉周りに炎症を起こし、筋肉痛になってしまったと。
運動のし過ぎなどによる筋肉痛の場合は筋肉をほぐすなどの対症療法がありますが、風邪による筋肉痛の場合は対処法無しということで、放っておくしか無いようです。
事実風邪薬ものまず自然治癒に任せるままにしておきましたが、風邪も筋肉痛も無事治まりました。
しかしはっきりとした痛みがあるというのに、安静にしている以外にどうしようもないというのも実に歯がゆいものです。
[0回]
またまたちょっと気になる天文系ニュース。
どうやら、木星にある大赤斑の大きさが急激に縮小しているとのこと。
AstroArts記事
大赤斑ってのは木星のデカい目のような模様のことですね。
木星大気の台風のような存在と言われる事もあるけど、台風は低気圧なのに対して大赤斑は高気圧の渦とのこと。
木星表面が詳細に観測されるようになって以来数百年以上、恐らくずっと存在し続けているという非常に息の長い大気現象です。
地球の同じような渦である台風がせいぜい数日ということを考えると、数百年というタイムスケールはとんでもなく長いことが分かります。
ところがなんとその大赤斑がかなり急速に縮小していることが観測から分かったのだとか。
大赤斑の形成と維持のメカニズムがはっきりとは分かっていない以上、急激な縮小の原因も恐らく分かっていないだろうと思われます。
木星のこういう模様は時たま形成されて成長するようで、2000年頃には「オーバルBA」という似たような(ただし小規模な)渦が形成され、現在も存在し続けていることが分かっています。
しかもそのオーバルBAの歴史をたどると、なんと1939年頃に形成されたもっと小さな渦が、90年代後半から段階的に合体して成長したというから驚きです。そもそもそんな昔から継続的に渦模様が観測され続けていたということも驚きではありますが。
ということで、木星大気の中では時々渦が形成されて、それが合体して成長するものもあれば消滅するものもあり、合体して成長した渦は長期間に渡って安定的に存在する傾向にあるということが分かります。
さて大赤斑の縮小ですが、このまま消えてしまうんでしょうか。
木星の特徴的な模様が一つ消えてしまうのはなんだか悲しい気もしますが、数百年以上に渡ってずっと存在し続けていて、不動の存在と思われていた渦が消滅する瞬間に立ち会えるというのもまた貴重な体験のように思います。
もちろんまだ消滅すると決まったわけではありませんが。
どうやら、木星にある大赤斑の大きさが急激に縮小しているとのこと。
AstroArts記事
急速に縮む木星の大赤斑
大赤斑ってのは木星のデカい目のような模様のことですね。
木星大気の台風のような存在と言われる事もあるけど、台風は低気圧なのに対して大赤斑は高気圧の渦とのこと。
木星表面が詳細に観測されるようになって以来数百年以上、恐らくずっと存在し続けているという非常に息の長い大気現象です。
地球の同じような渦である台風がせいぜい数日ということを考えると、数百年というタイムスケールはとんでもなく長いことが分かります。
ところがなんとその大赤斑がかなり急速に縮小していることが観測から分かったのだとか。
大赤斑の形成と維持のメカニズムがはっきりとは分かっていない以上、急激な縮小の原因も恐らく分かっていないだろうと思われます。
木星のこういう模様は時たま形成されて成長するようで、2000年頃には「オーバルBA」という似たような(ただし小規模な)渦が形成され、現在も存在し続けていることが分かっています。
しかもそのオーバルBAの歴史をたどると、なんと1939年頃に形成されたもっと小さな渦が、90年代後半から段階的に合体して成長したというから驚きです。そもそもそんな昔から継続的に渦模様が観測され続けていたということも驚きではありますが。
ということで、木星大気の中では時々渦が形成されて、それが合体して成長するものもあれば消滅するものもあり、合体して成長した渦は長期間に渡って安定的に存在する傾向にあるということが分かります。
さて大赤斑の縮小ですが、このまま消えてしまうんでしょうか。
木星の特徴的な模様が一つ消えてしまうのはなんだか悲しい気もしますが、数百年以上に渡ってずっと存在し続けていて、不動の存在と思われていた渦が消滅する瞬間に立ち会えるというのもまた貴重な体験のように思います。
もちろんまだ消滅すると決まったわけではありませんが。
[0回]
太陽系外惑星が初めて発見されたのは1995年で、それ以降たくさん発見が続いています。
初めて発見されたのは「ペガスス座51番星b」(51 Peg b)という系外惑星で、恒星の非常に近い所を公転している巨大ガス惑星です。
厳密には51 Peg bは、「初めて発見された、主系列星の周りを公転している太陽系外惑星」ということになります。
パルサーの周りを回る惑星は1992年に発見されているので。
系外惑星がたくさん発見されるにつれて、いろんな種類があることも分かって来てますが、先日こんなニュースがありました。
155光年彼方に公転周期8万年の惑星(AstroArts記事)
なんと公転周期8万年！
中心星から遠く離れると公転周期は長くなります。例えば地球は軌道長半径は1AUで公転周期は1年ですが、軌道長半径が5.2AUの木星になると12年弱になります。
太陽系で一番外側にある海王星ですら公転周期は165年なので、公転周期8万年というのがいかにとんでもない数字か分かります。
うお座GU星(GU Psc)の周りを公転している惑星質量天体とのことなので、存在が確定したら「うお座GU星b」(GU Psc b)という名前になるのでしょう。
はっきりと惑星だと確定したわけではないので、ニュースの元になった論文の方では「Planetary-mass companion」、要するに惑星質量の伴星、という呼ばれ方をしています。
公転周期が非常に長いという事は、この惑星(候補)は非常に中心星から離れているということになります。
......というより話が逆で、中心星から非常に離れている惑星が発見され、それの軌道周期を計算したら8万年だった、という方が正しいです。
というのも、この天体は「直接撮像」で発見されているので、厳密に分かっているのは中心星(GU Psc)からの見かけの距離だけだからです。
見かけの距離は、2000±200 AU とのこと。
惑星の検出方法にはいろいろありますが、直接撮像法は文字通り惑星を直接撮影することで発見する方法というわけです。
これだけ言えば簡単なんですが、中心星が明るいため普通は惑星を撮影するのは非常に難しいんですね。これまでに発見されている系外惑星は、ほとんどがトランジット法や視線速度法など、間接的な発見方法です。
で、直接撮像に有利な系外惑星の条件というのは、
・中心星から離れた場所を公転している
・系の年齢が若い
という条件を満たしている場合です。
中心星に近いと当然中心星の光に埋もれて見えないんですが、離れている場合は分離して検出出来る可能性が高まります。
それから、系が若い場合は当然若いわけですが、若い惑星(特に木星のようなガス惑星)はかなり温度が高い、という特徴があります。
木星なんかは今は絶対温度にして150K以下にまでキンキンに冷えてしまっているわけですが、形成当時はそこそこ温度が高かったと考えられています。
温度が高いと何が有利かというと、赤外線領域で比較的明るいんですね。だから赤外線を使って観測してやると、若い巨大ガス惑星が直接撮像で検出しやすくなるというわけです。
元論文によると、赤外線観測と大気モデルを組み合わせて表面温度を推定すると、1000-1100 K 程度、すなわち727-827℃と推定されるということです。
中心星の年齢を元に惑星の質量も推定されていますが、これにはガス惑星の進化モデルが必要です。中心星の年齢はある程度推定出来るので、その年齢でどこまでガス惑星が冷えるかというのをモデルを使って考えてやるということのようです。
このような、中心星から非常に離れた所を公転している惑星というのは最近いくつか発見されてますが、こういったニュースとして大きく取り上げられるには理由があります。
それは、こんなに遠い所に巨大ガス惑星が存在するのは、現在の惑星形成理論では完璧には説明出来ないからです。
スタンダードな惑星形成理論では、惑星は中心星の周りに出来る「原始惑星系円盤」という円盤の中で出来ると考えられています。
原始惑星系円盤は質量のほとんどがガス、1%程度が岩石や氷などのダスト成分で出来ていて、この中でダストがくっついていって惑星になる、というのが標準的な理論です。
これはあくまで標準的なモデルであって、実は太陽系の形成にもいろいろと問題点があるんですが、このGU Psc周りに発見された惑星のような、非常に遠い所には円盤からのガス惑星形成はほとんど困難なのです。
巨大ガス惑星を作るためには、まず固体の原始惑星が成長していって、そいつが原始惑星系円盤のガスを集める必要があります。
原始惑星が十分大きくなると周囲の円盤のガスを大量に引きつけ、その分原始惑星の質量が大きくなるからさらに重力で周りのガスを引きつけ、その分また質量が......という感じで、どこかの段階で暴走的なガス降着が発生します。
だから大きな原始惑星が出来ればいいじゃん、ということになるわけですが、原始惑星はそう簡単に大きくなってくれるわけではなく、ガスを暴走的に獲得する段階に入る前に原始惑星系円盤のガスが散逸してしまうとガス惑星が出来ないという結果になるわけです。
なので、巨大ガス惑星を作るには、原始惑星の成長スピードと、原始惑星系円盤のガスが無くなるまでの時間の競争になるということです。
原始惑星の成長スピードは中心星から遠いほど遅くなります。
木星や土星程度の距離でもかなり怪しいということが分かっているんですが(上で言った、『太陽系の形成にもいろいろ問題点がある』の一つがこれ)、2000AUなんていう距離は問題外なほど遠すぎるのです。
となれば、何か別の形成過程を考える必要があります。
この惑星の観測に携わった人もいくつか候補を挙げています。
一つ目は、
◯内側で形成したのち、外側に飛ばされた
原始惑星の成長スピードは中心星から遠いと遅いですが、逆に言うと内側であれば速く成長するということになります。
原始惑星の成長スピードが速く、巨大ガス惑星形成に有利な内側で形成されたあと、何らかの原因で外側まで移動した、というのが著者らの挙げている1つめの候補です。
何らかの原因というのは、具体的にはGU Pscに付随しているかもしれない別の天体との重力相互作用です。
巨大ガス惑星が近い距離に3個以上存在する系では、軌道は不安定ということが分かっています。
しばらくはおとなしく公転を続けるのですが、どこかの段階で軌道が大きく乱れ、一つが遠くへ弾き飛ばされるというカタストロフィックな現象が発生します。
弾き飛ばされたものは二度と戻ってこない場合もありますし、なんとか中心星の重力圏に残って非常に長い公転周期を持つ惑星になる場合もあります。
ただ、この場合は弾き飛ばす元になったもう一つ(あるいはそれ以上)の天体が必要です。
それがあるかどうかは今後の観測で明らかにするしかなさそうです。
二つ目は
◯GU Pscと惑星は別の場所で形成されたあと、一緒に揃って弾き飛ばされた
個人的にはどうかなと思うシナリオですが、まぁ不可能では無いシナリオです。
GU Pscと惑星は、別のより巨大な恒星周りの原始惑星系円盤の中で作られたあと、何らかの原因によってセットでその系から弾き飛ばされた、というもの。
GU Pscは太陽の3分の1程度の小さい恒星であり、単独で誕生するだけではなくもっと大きな恒星の周りでオマケ的に形成されるという可能性もあるわけです。実際、大きな恒星の周りを小さい恒星が公転している、というような系は無数に発見されています。
とある大きな重い恒星の周りでGU Pscという恒星がオマケ的に生成され、同じく惑星のGU Psc bも生成されたあと、重力による散乱の影響でセットで系を飛び出した、というのが2番目の候補です。
三つ目は
◯全く無関係の惑星質量天体がGU Pscに捕獲された
惑星というのは基本的には中心星の周りを公転しているものですが、何かの回りを公転しておらず、単体で孤独に存在している"惑星"も発見されています。
こういう天体を惑星と呼んで良いかは議論の分かれる所で、"free-floating planet"、すなわち自由浮遊惑星と呼ばれたり、"planetary mass object"、すなわち惑星質量天体と呼ばれたりします。
元々GU Pscとは全く無関係のところで誕生した惑星質量天体が、偶然GU Pscに捕獲されて惑星になった、というのが3番目の候補として論文中で言及されています。
惑星質量天体の形成過程も諸説ありますが、普通に原始惑星系円盤の中で形成された後に軌道が乱れて系外に放り出されたものや、恒星が出来る時にオマケ的に小さい天体が出来て、それが惑星質量天体となるという過程があります。
3番目のシナリオで出来たのであれば、GU PscとGU Psc bの性質、特に組成などは同じである理由はありません。
もし組成が大きく違う事が分かれば、3番目のシナリオである可能性がぐっと高まることになります。
論文内では触れられていませんでしたが、原始惑星系円盤が重い場合は円盤が重力不安定で分裂していきなりガス惑星程度の天体が出来る可能性もあります。
もっとも、このシナリオでも2000AUという距離でそれを行うのは難しいので、どのみち外側へ飛ばすような仕組みが必要になるようです。
いろいろ謎な部分はありますが、いろいろなタイプの天体が見つかるのはとても面白い事です。
特に今回発見された惑星については、直接観測でいろいろ分かりそうなので、今後の進展に期待したいところです。
初めて発見されたのは「ペガスス座51番星b」(51 Peg b)という系外惑星で、恒星の非常に近い所を公転している巨大ガス惑星です。
厳密には51 Peg bは、「初めて発見された、主系列星の周りを公転している太陽系外惑星」ということになります。
パルサーの周りを回る惑星は1992年に発見されているので。
系外惑星がたくさん発見されるにつれて、いろんな種類があることも分かって来てますが、先日こんなニュースがありました。
155光年彼方に公転周期8万年の惑星(AstroArts記事)
カナダ・モントリオール大学の研究チームが、155光年彼方のうお座GU星を8万年という長い周期でめぐる巨大ガス惑星を発見した。分光観測を手がかりとしてこの惑星の温度は摂氏800度、中心星の年齢を手がかりとして惑星の質量は木星のおよそ9～13倍と推定されている。
(引用元: http://www.astroarts.co.jp/news/2014/05/15gu_psc_b/index-j.shtml)
なんと公転周期8万年！
中心星から遠く離れると公転周期は長くなります。例えば地球は軌道長半径は1AUで公転周期は1年ですが、軌道長半径が5.2AUの木星になると12年弱になります。
太陽系で一番外側にある海王星ですら公転周期は165年なので、公転周期8万年というのがいかにとんでもない数字か分かります。
うお座GU星(GU Psc)の周りを公転している惑星質量天体とのことなので、存在が確定したら「うお座GU星b」(GU Psc b)という名前になるのでしょう。
はっきりと惑星だと確定したわけではないので、ニュースの元になった論文の方では「Planetary-mass companion」、要するに惑星質量の伴星、という呼ばれ方をしています。
公転周期が非常に長いという事は、この惑星(候補)は非常に中心星から離れているということになります。
......というより話が逆で、中心星から非常に離れている惑星が発見され、それの軌道周期を計算したら8万年だった、という方が正しいです。
というのも、この天体は「直接撮像」で発見されているので、厳密に分かっているのは中心星(GU Psc)からの見かけの距離だけだからです。
見かけの距離は、2000±200 AU とのこと。
惑星の検出方法にはいろいろありますが、直接撮像法は文字通り惑星を直接撮影することで発見する方法というわけです。
これだけ言えば簡単なんですが、中心星が明るいため普通は惑星を撮影するのは非常に難しいんですね。これまでに発見されている系外惑星は、ほとんどがトランジット法や視線速度法など、間接的な発見方法です。
で、直接撮像に有利な系外惑星の条件というのは、
・中心星から離れた場所を公転している
・系の年齢が若い
という条件を満たしている場合です。
中心星に近いと当然中心星の光に埋もれて見えないんですが、離れている場合は分離して検出出来る可能性が高まります。
それから、系が若い場合は当然若いわけですが、若い惑星(特に木星のようなガス惑星)はかなり温度が高い、という特徴があります。
木星なんかは今は絶対温度にして150K以下にまでキンキンに冷えてしまっているわけですが、形成当時はそこそこ温度が高かったと考えられています。
温度が高いと何が有利かというと、赤外線領域で比較的明るいんですね。だから赤外線を使って観測してやると、若い巨大ガス惑星が直接撮像で検出しやすくなるというわけです。
元論文によると、赤外線観測と大気モデルを組み合わせて表面温度を推定すると、1000-1100 K 程度、すなわち727-827℃と推定されるということです。
中心星の年齢を元に惑星の質量も推定されていますが、これにはガス惑星の進化モデルが必要です。中心星の年齢はある程度推定出来るので、その年齢でどこまでガス惑星が冷えるかというのをモデルを使って考えてやるということのようです。
このような、中心星から非常に離れた所を公転している惑星というのは最近いくつか発見されてますが、こういったニュースとして大きく取り上げられるには理由があります。
それは、こんなに遠い所に巨大ガス惑星が存在するのは、現在の惑星形成理論では完璧には説明出来ないからです。
スタンダードな惑星形成理論では、惑星は中心星の周りに出来る「原始惑星系円盤」という円盤の中で出来ると考えられています。
原始惑星系円盤は質量のほとんどがガス、1%程度が岩石や氷などのダスト成分で出来ていて、この中でダストがくっついていって惑星になる、というのが標準的な理論です。
これはあくまで標準的なモデルであって、実は太陽系の形成にもいろいろと問題点があるんですが、このGU Psc周りに発見された惑星のような、非常に遠い所には円盤からのガス惑星形成はほとんど困難なのです。
巨大ガス惑星を作るためには、まず固体の原始惑星が成長していって、そいつが原始惑星系円盤のガスを集める必要があります。
原始惑星が十分大きくなると周囲の円盤のガスを大量に引きつけ、その分原始惑星の質量が大きくなるからさらに重力で周りのガスを引きつけ、その分また質量が......という感じで、どこかの段階で暴走的なガス降着が発生します。
だから大きな原始惑星が出来ればいいじゃん、ということになるわけですが、原始惑星はそう簡単に大きくなってくれるわけではなく、ガスを暴走的に獲得する段階に入る前に原始惑星系円盤のガスが散逸してしまうとガス惑星が出来ないという結果になるわけです。
なので、巨大ガス惑星を作るには、原始惑星の成長スピードと、原始惑星系円盤のガスが無くなるまでの時間の競争になるということです。
原始惑星の成長スピードは中心星から遠いほど遅くなります。
木星や土星程度の距離でもかなり怪しいということが分かっているんですが(上で言った、『太陽系の形成にもいろいろ問題点がある』の一つがこれ)、2000AUなんていう距離は問題外なほど遠すぎるのです。
となれば、何か別の形成過程を考える必要があります。
この惑星の観測に携わった人もいくつか候補を挙げています。
一つ目は、
◯内側で形成したのち、外側に飛ばされた
原始惑星の成長スピードは中心星から遠いと遅いですが、逆に言うと内側であれば速く成長するということになります。
原始惑星の成長スピードが速く、巨大ガス惑星形成に有利な内側で形成されたあと、何らかの原因で外側まで移動した、というのが著者らの挙げている1つめの候補です。
何らかの原因というのは、具体的にはGU Pscに付随しているかもしれない別の天体との重力相互作用です。
巨大ガス惑星が近い距離に3個以上存在する系では、軌道は不安定ということが分かっています。
しばらくはおとなしく公転を続けるのですが、どこかの段階で軌道が大きく乱れ、一つが遠くへ弾き飛ばされるというカタストロフィックな現象が発生します。
弾き飛ばされたものは二度と戻ってこない場合もありますし、なんとか中心星の重力圏に残って非常に長い公転周期を持つ惑星になる場合もあります。
ただ、この場合は弾き飛ばす元になったもう一つ(あるいはそれ以上)の天体が必要です。
それがあるかどうかは今後の観測で明らかにするしかなさそうです。
二つ目は
◯GU Pscと惑星は別の場所で形成されたあと、一緒に揃って弾き飛ばされた
個人的にはどうかなと思うシナリオですが、まぁ不可能では無いシナリオです。
GU Pscと惑星は、別のより巨大な恒星周りの原始惑星系円盤の中で作られたあと、何らかの原因によってセットでその系から弾き飛ばされた、というもの。
GU Pscは太陽の3分の1程度の小さい恒星であり、単独で誕生するだけではなくもっと大きな恒星の周りでオマケ的に形成されるという可能性もあるわけです。実際、大きな恒星の周りを小さい恒星が公転している、というような系は無数に発見されています。
とある大きな重い恒星の周りでGU Pscという恒星がオマケ的に生成され、同じく惑星のGU Psc bも生成されたあと、重力による散乱の影響でセットで系を飛び出した、というのが2番目の候補です。
三つ目は
◯全く無関係の惑星質量天体がGU Pscに捕獲された
惑星というのは基本的には中心星の周りを公転しているものですが、何かの回りを公転しておらず、単体で孤独に存在している"惑星"も発見されています。
こういう天体を惑星と呼んで良いかは議論の分かれる所で、"free-floating planet"、すなわち自由浮遊惑星と呼ばれたり、"planetary mass object"、すなわち惑星質量天体と呼ばれたりします。
元々GU Pscとは全く無関係のところで誕生した惑星質量天体が、偶然GU Pscに捕獲されて惑星になった、というのが3番目の候補として論文中で言及されています。
惑星質量天体の形成過程も諸説ありますが、普通に原始惑星系円盤の中で形成された後に軌道が乱れて系外に放り出されたものや、恒星が出来る時にオマケ的に小さい天体が出来て、それが惑星質量天体となるという過程があります。
3番目のシナリオで出来たのであれば、GU PscとGU Psc bの性質、特に組成などは同じである理由はありません。
もし組成が大きく違う事が分かれば、3番目のシナリオである可能性がぐっと高まることになります。
論文内では触れられていませんでしたが、原始惑星系円盤が重い場合は円盤が重力不安定で分裂していきなりガス惑星程度の天体が出来る可能性もあります。
もっとも、このシナリオでも2000AUという距離でそれを行うのは難しいので、どのみち外側へ飛ばすような仕組みが必要になるようです。
いろいろ謎な部分はありますが、いろいろなタイプの天体が見つかるのはとても面白い事です。
特に今回発見された惑星については、直接観測でいろいろ分かりそうなので、今後の進展に期待したいところです。
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