恒星形成に関する長年の疑問に新たな証拠
太陽のような恒星の約半数は単独ではない。多くは連星、あるいはさらに複雑な多重星系に存在しており、太陽系の孤立した中心星は、一般に想像されるほど典型的ではない。天文学の長年の疑問の一つは、こうした近接した恒星の相棒がそもそもどのように形成されるのかという点だ。提供された原文によれば、新しいプレプリントは、支配的なメカニズムは円盤断片化かもしれないと主張している。
原文によると、イリノイ大学の大学院生Ryan Sponzilli氏が率いたこの研究は、51個の幼い連星系を調べ、乱流断片化の後に内向き移動が起こるという競合モデルよりも、この説明を強く支持する証拠を見いだした。もしこの結論が成り立つなら、恒星とその伴星が星形成領域からどのように生まれるのかという、この分野の重要な論争の一つがより明確になるだろう。
対立する二つの形成シナリオ
二つの理論は、順序も予想される幾何学的配置も異なる。円盤断片化のシナリオでは、新生星の周囲にある単一の大質量なガスと塵の円盤が不安定になって崩れ、やがて近くの別の恒星へとまとまっていく。両方の星は同じ回転構造から生まれるため、自転軸は揃うはずだ。
対照的な見方は、より早い段階で、しかもより混沌とした形で始まる。乱流断片化の後に内向き移動が起こる場合、雲の中の乱流によって大きく離れた二つの塊ができ、それぞれが恒星を形成する。その後、重力相互作用によって恒星同士が時間をかけて内側へ引き寄せられ、最終的に近接連星となる。別々で無秩序な条件で形成されるため、自転軸や公転面の向きが一貫して揃うはずはない。
この予測される整列の違いによって、天文学者はモデルを検証できる。若い連星が整然とした向きを示す傾向があれば、円盤断片化の支持が強まる。軸がランダムに見えるなら、乱流シナリオのほうがもっともらしくなる。
研究チームはどう検証したのか
非常に若い恒星の自転を直接測るのは、まだガスと塵に包まれているため難しい。そこで研究者たちは代理指標として、恒星の極から吹き出すガスの流れを用いた。提供された原文によると、チームはアタカマ大型ミリ波干渉計のデータを利用し、これらのアウトフローに含まれる一酸化炭素を追跡した。
これらのジェットは、系の角運動量を示す実用的な代替指標になる。連星の2つの星からのアウトフローが平行に噴き出し、共有された自転と整合する向きであれば、そのペアは同じ回転する円盤から形成されたことを示唆する。ジェットの向きが食い違っていれば、その系は別々で乱れた起源の産物に近い。
報告された結果は明らかに前者の説明に傾いている。研究者たちは51個の連星ペアの中で42本のアウトフローを検出し、それらは38個の系にまたがっていた。統計シミュレーションの後、原文では、データは円盤断片化を強く支持したという。
