第１１回星・惑星系の誕生の現場

第１１回星・惑星系の誕生の現場 東京大学教養学部前期課程２０１２年冬学期　宇宙科学II 松原英雄（ＪＡＸＡ宇宙研）

ほ　し　　　　　りん　ね 星の輪廻放出されたガスは、再び次世代の星たちの原料となる。輝く恒星ガスが集まり星が生れる超新星爆発 ( STScI, JAXA宇宙科学研究本部)

星の誕生の現場の例：可視光でみた散光星雲IC1396（ケフェウス座）星の誕生の現場の例：可視光でみた散光星雲IC1396（ケフェウス座）可視光では中心の大きな星を取り囲む電離した水素ガスや、チリに散乱された大きな星からの光が星雲全体を光らせています。黒い「しみ」は吹き払われずに残ったチリの雲です。

「あかり」でみたIC1396（中間赤外線）

「あかり」が捉えた新しい星の誕生の現場

分子雲から星へ星の原料が集まりはじめると重力が強くなり、さらに星間ガスが集積する分子雲から星へ星の原料が集まりはじめると重力が強くなり、さらに星間ガスが集積する３万年１０万年原始惑星系円盤集まるガスは、ある方向に回転していることが多く、そのために、集まったガスは円盤状になる。

このような若者星は、エネルギーをもてあまして、外に向かってジェットを発生するこのような若者星は、エネルギーをもてあまして、外に向かってジェットを発生する

その結果、そのジェットはまわりのガスを吹き飛ばし、だんだんと星が見えてくる。その間、円盤から惑星系が形成される。その結果、そのジェットはまわりのガスを吹き飛ばし、だんだんと星が見えてくる。その間、円盤から惑星系が形成される。 (SCScI)

ガス円盤が影になって見える例 オリオン大星雲を背景としてみえたうまれたばかりの星々。（STScI)

分子雲から星へ • Tタウリ型星：核融合の起こる前の重力エネルギーの解放で光っている段階

Tタウリ型星の想像図 • Tタウリ型星の特徴 • 赤外線超過（ダストからの熱放射） • Hα等の輝線（高温領域の存在）原始星 Tタウリ型星

SEDによる原始星の分類 (1)SED: Spectral Energy Distribution Andre (1994) ‘Cold Universe’

SEDによる原始星の分類 (2)SED: Spectral Energy Distribution

惑星系の形成シナリオ（太陽質量の星の）

(a) 分子雲コアの収縮 • 原始星と原始惑星系円盤の形成 • 原始円盤：大きな角運動量を持ったガス • 分子流（アウトフロー）が活発

(b) 降着円盤を通して原始星が成長 • 円盤の質量は、０．０１太陽質量まで減少 • 観測的診断方法 • 赤外線：円盤（表面）の温度、ダスト鉱物学 • サブミリ波：　円盤質量 • ミリ波分子線（CO, HCO+. CN, HCN, ・・・）　

(c) 円盤中心面へダストが沈殿 • 中心星は、Tタウリ型星段階 • 微惑星の形成 • ダスト密度が上昇するとお互いに衝突しやすくなり、ダストの合体成長が進む（微惑星の形成） • ダストの吸収係数：　b=0-1.5 （粒子サイズが大きくなるため

(d) 微惑星の衝突・合体  原始惑星へ • 「寡占的成長」により原始惑星が誕生 • 0.1 地球質量＠地球のあたり　（～106 yrs） • 2地球質量＠木星のあたり　（～107 yrs)

(e) 円盤ガスの降着  木星型惑星が形成 • 中心星はWTTS • 原始惑星は、地球程度の質量に（岩石主体） • 円盤ガスが降着し、ガス惑星が誕生。木星以遠では、氷も材料Ｚ

第１１回の問題 問11. 太陽質量の２０倍の大質量星を考える。この星の光度は、太陽の105倍である。 • 光度Lの星から、距離rにおける放射圧は　　　　　　　　で与えられる。r =10AUでの放射圧を求めよ(単位：N/m2)。 • 上で求めた放射圧によって直径1mmの球形の塵（密度4g/cm3)が得る加速度　　　を求めよ（単位 m/s2)。ここで塵は光を吸収せず全て反射するものとする。また、これより塵が小さくなると加速度はどうなるか？ • 質量Mの星から距離rでの重力加速度は　　　　　　　で与えられる。(2)で計算した加速度　　　と、　　を比較せよ。 1 AU(天文単位）＝1.496×1011 m 太陽光度＝3.83×1026 W　　光速 c = 2.9979×108 m/s 太陽質量＝1.99×1030 kg 重力定数 G=6.6743×10-11 N m2 kg-2

第１ １ 回 星・惑星系の誕生の現場