オリオン座の、地球から約1300光年離れた位置にある若い三重連星系GW Orionisは、天文学者たちを驚かせ続けています。3つの星の周りには、将来的に惑星の材料となる複数の塵とガスの環が公転しています。
これらの環は、それぞれ異なる角度に傾いており、同一平面上に存在しないという特異な特徴が以前から知られていました。長い間、その原因は星そのものの重力の影響だと考えられていましたが、新しい観測によって、よりダイナミックな別の状況が明らかになりました。
天文学者たちは、アルマ望遠鏡（アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計）を用いて、約1兆マイル、つまり0.2光年にも及ぶ巨大なガスの流れ、すなわちストリーマーを発見しました。この流れは、周囲の分子雲から外側の円盤へと物質をゆっくりと、しかし確実に供給しています。
フロリダ大学のマリア・ギャロウェイ＝スプリーツマ氏率いる研究チームは、一酸化炭素の分子線からガスの動きを詳細に調査しました。その結果、ストリーマーの軌道は外側の塵の環の向きとは一致するものの、内側の環の位置とは大きく異なることが判明しました。科学者たちは、この違いこそが環の傾きを説明するものだと考えています。
ギャロウェイ＝スプリーツマ氏は、「流れが円盤に落下する様子をシミュレーションしたところ、その衝突角度が外側の環と密接に関連していることがわかりました」と述べています。計算によると、ストリーマーの角運動量は現在、円盤のそれよりも小さいとされています。これは、現在観察されているのがこのプロセスの後期段階であることを意味しており、以前は流れがより多くの運動量を持っていたため、外側の領域を「歪ませる」のに成功したと考えられます。一方で、内側の環はほとんど影響を受けていません。
このような研究にとって、アルマ望遠鏡は理想的なツールであることが証明されました。その高い解像度と感度のおかげで、研究者たちは広大なスケールでストリーマーそのものを見るだけでなく、その運動学を追跡することができました。
塵の環のアーカイブ観測データは、12メートル、7メートル、そしてTotal Powerといった全アレイを用いた新たな測定によって補完されました。その結果、ストリーマーは周囲の星形成領域と関連付けられることになりました。この系は、どうやらボンディ・ホイル降着に似たメカニズムで、親となる分子雲から物質を降着し続けているようです。
この描像は、惑星が穏やかで平坦な円盤内で誕生するという従来の教科書的な図式とは大きく異なります。現実ははるかに乱流的であり、外部からのガスの流れは、円盤の寿命の後期段階でさえその構造を再構築し、将来の惑星に傾斜した軌道や、時には逆行する軌道を与える可能性があります。
GW Orionisは、現在、このようなプロセスを研究するための天然の実験室として機能しています。
研究者たちは、このメカニズムがどれほど一般的であるかを理解するため、他の若い星系でも同様のストリーマーを探す計画です。GW Orionis自体では、次回のアルマ望遠鏡による観測は、流れが円盤と衝突する場所で衝撃波を示す分子に焦点を当てるでしょう。これにより、落下するガスが、いつか惑星を形成する可能性のある物質の化学組成とダイナミクスをどのように変化させるのかをより正確に理解する手助けとなるでしょう。
