茨城大学基礎自然科学野の逢澤正嵩助教と百瀬宗武教授、東京大学大学院理学系研究科の折原龍太特任研究員(当時茨城大学理工学研究科博士後期課程在籍)のチームは、アルマ望遠鏡の観測データを解析することで、若い恒星からのジェットが生み出した衝撃波によって形がゆがめられた原始惑星系円盤を発見しました。惑星が誕生する現場は、予想以上に過酷なのかもしれないことを示唆する知見です。
研究チームは、原始惑星系円盤を持つ若い恒星WSB 52の観測データを再解析した結果、円盤の近くに急激に膨張する泡状の構造（バブル）があることなどを明らかにしました。このような膨張するバブルは他の恒星の周辺でも見つかっていましたが、円盤とバブルの衝突が見つかったのは初めてです。
この成果は、The Astrophysical Journalに2025年8月4日付けで掲載されました。
恒星は分子雲のガスが重力で集まることによって誕生します。その際、落下するガスは回転しながら星に落ち込むため、恒星の周りには原始惑星系円盤と呼ばれる回転円盤が形成され、その中で塵やガスが集まり最終的に惑星が形成されます。ただし、ガスの多くは恒星へは落下せず、ジェットなどの形で放出されて再び分子雲へ戻っていくことが知られています。このジェットや分子雲、円盤がどのように影響し合っているかについては、これまで詳細には知られていませんでした。
研究チームは、へびつかい座方向にある原始惑星系円盤を持つ若い恒星WSB 52に着目し、アルマ望遠鏡が観測したデータを再解析しました。その結果、円盤の近くに急激に膨張する泡状の構造（バブル）があること、バブルが恒星の近くで衝撃波面を作って円盤をゆがめていること、そして円盤の一部のガスが衝撃波によって吹き飛ばされていることが明らかになりました(図1､2)。このような膨張するバブルは他の恒星の周辺でも見つかっていましたが、円盤とバブルの衝突が見つかったのは初めてのことです。
このバブルの中心は、円盤の回転軸上にあります。研究チームは、数百年前に恒星から放出された高速度ジェットが周囲の分子雲ガスと衝突し、急激に膨張するバブルが生じたと結論付けました。恒星からのジェットが原始惑星系円盤に大きな影響を与えている現場が捉えられたのです。
本研究をリードした茨城大学の逢澤正嵩助教は、「SFなどでビームを打って物を破壊した時に、爆発してその破片等が飛び散って自身の方に跳ね返ってくるという場面があるかと思いますが、似たようなことが実際の天体現象でより荒々しく起こっています」と語ります。今回発見されたような急激に膨張するバブルが、もし若い星で普遍的に生じているならば、太陽系を含む多くの惑星系の形成過程にジェットが大きな影響を及ぼしてきた可能性があります。研究チームは今後、バブルが生じる頻度、そして円盤への影響を詳しく調べていくことを計画しています。
若い星からのジェットが、分子雲ガスと衝突してバブルを生み出し、バブルが作った衝撃波が原始惑星系円盤の形をゆがめていく一連の過程を動画にしたもの。Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Aizawa et al.
論文情報
- タイトル：Discovery of Jet-Bubble-Disk Interaction: Jet Feedback on a Protoplanetary Disk via an Expanding Bubble in WSB 52
- 著者： 逢澤正嵩・折原龍太・百瀬宗武
- 掲載誌：The Astrophysical Journal
- 公開日：2025/8/4
- DOI：10.3847/1538-4357/add47e
