ハッブルが捉えた史上最大の惑星形成円盤——太陽系の40倍の幅

この円盤は、太陽からカイパーベルト——私たちの惑星近傍の外縁——までの距離の40倍にあたる。フィラメントや筋状の物質は主面のはるか上下にまで延び、しかも片側にしか現れない。この一方向への偏りは、現行の惑星形成モデルのどれにも収まらない。

この系は IRAS 23077+6707 と呼ばれ、ウルグアイのサンドイッチにちなんで「ドラキュラのチビート」という愛称が付いた。地球から約1000光年、ケフェウス座の方向にあり、地球からはちょうど円盤を真横から覗き込む向きにある。だからハッブルは正面から撮った円盤に見られる渦状腕の姿ではなく、円盤の側面プロファイル全体を捉える。まさにその向きが、異例の構造を見える形にした。

惑星形成ではスケールが効く。標準的なモデルが描くのは、比較的整然とした軸対称な気体と塵の円盤に取り巻かれた若い恒星であり、塵粒が数百万年かけて planetesimal(微惑星)へ徐々に集積していく姿だ。太陽系の40倍の差し渡しを持ち、乱流的な筋と片側だけに伸びる構造に満ちた円盤は、惑星のゆりかごが教科書よりはるかに荒々しい場であり得ることを示している。

「私たちが見ている細部の度合いは、原始惑星系円盤の撮像では稀なものだ。今回のハッブル画像は、惑星のゆりかごが私たちの予想よりずっと活発で混沌としたものになり得ることを示している」と、解析を主導したハーバード&スミソニアン天体物理学センター(CfA)のクリスティーナ・モンシュは語る。

どう撮影したかも信頼性に関わる。ハッブルの広視野カメラ 3(Wide Field Camera 3)は、0.4〜1.6 μm の6枚の広帯域フィルターを用いてこの系を撮像した。可視光から近赤外までをカバーする組み合わせで、星の光が円盤内の異なる塵層でどのように散乱されているかが浮かび上がり、内部構造が読み取れるようになった。円盤がエッジオンであるため、円盤自身の暗い中央帯が中心星を遮り、周囲の物質を白く飛ばすことがない。IRAS 23077+6707 はそのまま、稀少な天然の実験室になった。

結果には慎重に読むべき点もある。可視光は散乱を起こす塵層を捉えるが、惑星をつくる質量の大半が宿る分子ガスを直接見せはしない。非対称なフィラメントは、近年通り過ぎた別の恒星との接近のしるしであるかもしれず、未だ同定されていない伴星の痕跡かもしれず、あるいは観測されてきた円盤の多くがエッジオンではなかったために隠れていた円盤進化の構造的特徴かもしれない。たとえ記録的な単一天体であっても、それは「集団」ではない。

後続の観測はすでに動き出している。同じチームと他のグループは、チリのアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)に観測時間を申請し、円盤の分子ガス成分を撮像してフィラメントに隠れている亜恒星質量の伴星を探そうとしている。今回のハッブルの論文は2026年5月12日に The Astrophysical Journal に掲載され、後続研究にとって可視光の基準画像となる。

画像: NASA, ESA, STScI, Kristina Monsch（CfA）；画像処理: Joseph DePasquale（STScI）。