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知ってた? 太陽系は「巨大な泡」の真ん中に浮かんでいる 3次元でマップ化

2022年1月19日(水)18時30分
松岡由希子

太陽系が中心に位置する「局所泡」のイラスト  ustak / STScI

<太陽系は、幅1000光年もの巨大な星間物質の空洞の中心部に位置している。この局所泡の3次元マップが作成された>

太陽系は「局所泡」と呼ばれる幅1000光年もの巨大な星間物質の空洞の中心部に位置している。局所泡は1970年代に初めてその存在が確認され、銀河系の星間物質に比べて約10分の1の低密度であることがわかっているが、どのようにして太陽系が真ん中に浮いているような状態で存在するようになったのかは明らかになっていない。

偶然、局所泡のほぼ中心部に太陽が位置するようになった

米ハーバード・スミソニアン天体物理学センター(CfA)と宇宙望遠鏡科学研究所(STScl)の研究チームは、欧州宇宙機関(ESA)の宇宙望遠鏡「ガイア」の観測データを用いて、太陽から200パーセク(約652光年)以内の高密度ガスと若い恒星の位置、形状、動きを分析し、これまでで最も高精度な局所泡の3次元マップを作成した。一連の研究成果は、2022年1月12日に学術雑誌「ネイチャー」で発表されている。

この3次元マップでは、若い恒星や原始星が生まれつつある「星形成領域」がすべて局所泡の表面にあることが示された。これは、既知の7つの星形成領域や分子雲が局所泡の表面に存在することとも一致する。

また研究チームは、星形成領域の動きを遡って追跡した。その結果、約1400万年前から数百年の間に起きた15の超新星爆発が星間物質を押し出し、星形成に適した表面を持つ泡のような構造を形成したことがわかった。この局所泡は秒速約4マイル(約6.4キロ)のペースで現在も広がり続けている。

局所泡を作り出した最初の超新星爆発が起こったとき、太陽系は離れたところに位置していたとみられる。研究論文の共同著者でウィーン大学のジョアン・アウベス教授は「約500万年に太陽の軌道が局所泡の中に入り、偶然にもそのほぼ中心部に太陽が位置するようになった」と解説している。

スーパーバブルも3次元でマップ化する

「銀河系にはスーパーバブル(複数の超新星爆発や恒星風によって形成されたとみられる巨大な高温低密度領域)が広く分布しているのではないか」との仮説が1977年から提唱されてきた。

研究チームは一連の研究成果を根拠として、この仮説を支持する。もしスーパーバブルが銀河系で稀なものだとしたら、太陽が局所泡の中心部にある可能性は非常に低くなるためだ。「天の川は超新星爆発によって穴が開き、その周りに新しい星が形成される、穴の開いたスイスチーズのようなものではないか」と考察されている。

研究チームは今後、他のスーパーバブルについても3次元でマップ化する計画だ。スーパーバブルの位置や形状、大きさ、それぞれの関係性を把握することで、銀河系の構造や進化の解明などに役立つと期待が寄せられている。

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