星が燃えている！宇宙風はどのようにして銀河のパターンの重要なリンクになったのでしょうか?

若い星の周りの加速円盤の図。その周りを渦巻く物質の風を示しています (画像提供: T. Müller、R. Launhardt)

宇宙学者は、星の形成において、その構成銀河が逃げ出すのを防ぐ重要なステップを発見した。 「救助の仕組み」は「宇宙風」であり、ガスと塵の雲が蓄積して形成されます。これらの雲は徐々に蓄積して、高温で高密度の銀河を形成します。さらに、これらの雲は星の回転を遅くする可能性があります。マックス・プランク研究所の研究者が率いる科学者チームは、電波を利用して、地球から460光年離れた暗い宇宙雲の中にある若い恒星CB26を観測した。彼らは観測といくつかの分析技術を組み合わせて、CB26の周囲の物質の流れを確立しました。この発見により、星が規則的な運動と回転を持たずにガス雲の集積からどのように形成されるかが明らかになるかもしれない。

「ベビースター」は、その構成において最も不利な要素である

宇宙の雲が自身の重力の影響で集まり、密度が高くなりすぎると、星は燃え始めます。これらの雲は水素、ヘリウム、そしていくつかの重元素で構成されており、最終的には宇宙学者が「金属」と呼ぶものを形成しました。集まった雲が一定の密度と温度に達すると、その中で核融合と呼ばれるプロセスが起こります。この大変動により、雲の中の水素原子がヘリウム原子に変換され、膨大な量のエネルギーが生成され、新しい星が誕生します。しかし、この変化の過程には重要な点があります。つまり、ガス雲は正常に動きますが、実際には雲の閃光爆発要因にはより速い回転速度が必要です。

宇宙の腕の中でスキーヤーが素早く滑って回転するようなものだと考えてください。より速い回転はより強い慣性遠心力も生み出し、星の中心にある回転軸から物質を引き離します。十分な量の物質が降着雲の中心から分離したが、核融合を起こすには不十分な場合、これらは「赤ちゃん星」、または「原始星」を形成します。宇宙学者はこのジレンマを星形成の従来の運動量問題と呼んでいます。

答えは宇宙の風にある

この問題の解決策としては、物質を降着雲の中心領域に移動させることが考えられます。原始星の周囲にガスダスト加速ディスクを形成する物質は、急速な回転中に逃げ出す物質を提供しますが、核融合を引き起こすには増加させる必要があります。

加速ディスクの物質は、新星が元の中心から離れるための運動量も提供します。これは、加速するガス状の回転物質内の水素が加熱されたときに発生します。原始星から電子が分離され、多数のプラズマ粒子が生成されます。これらの粒子の動きによって加速器ディスク内に磁場が生成され、それがプラズマの流れに影響を与え、一部のプラズマの流れは磁力線を横切ることさえあります。これらの逃げ出したプラズマ流は最終的に帯電中性子星物質と衝突し、その物質の一部を通常の物質の運動量で「風の円盤」へと運び出します。

従来の運動量星の損失は、中心原始星の急速な回転のギャップによって生じます。遠心力を弱めれば従来の運動量の問題を解決できるという仮説は、現在の観測証拠が現れるまで抜け穴がありました。これは、私たちが地球上の観測者であり、瞬く星でさえ私たちにとっては特に小さく見えるためでもあります。

宇宙飛行士たちも、20年後（2009年）に、アルプスのビエルト高地望遠鏡アレイ（別々に観測を行う多数の個別の電波望遠鏡で構成されている）を使用して、CB26新星（原始星の周りの最も近い円盤の1つ）の周りの物質の流れを観測したときに証拠を発見しました。炭素の混合に基づいて、研究チームは地球から逃げる光の変化、つまり赤方偏移として知られる波長の伸びを観察した。一方、地球に向かうマイクロ波は青方偏移として知られている。

これは、加速ディスク内の雲が通常の運動量から分離され、竜巻の形成に似たプロセスを示している。 2009年、マックス・プランク研究所のラウエンハート氏と彼の同僚たちは、宇宙風が新星からどれほど離れているかを測定することができなかった。鍵となるのは、宇宙風が新星が正常に機能し、破壊されないようにするのに十分な運動量を伝達できるかどうかを理解することだ。 - 星は形成されるときに、独自の規則的な重さを持ちます - 星が急速に形成されるときに、暗黒物質の原子が影の銀河を形成することがあります - 宇宙は星でいっぱいなのに、なぜこんなに暗いのですか?

新たな研究で、ローンハート氏と彼のチームは中性子星についてさらなる結論に達した。マックス・プランクチームは、電波の観測から、チームの最初の観測よりも多くの結論を引き出すことができた。研究者らはまた、風場物質と場物質の分布を決定するために洗練されたモデルスケールを使用しました。

研究チームが円錐状の物質の流れの大きさを測定したのも今回が初めてです。研究者たちは、外側の流れの基本的な大きさは地球と海王星の間の距離の3倍、つまり約81億キロメートルであることを発見した。これはまた、風の場が風よりも質量の大きい従来の運動量体を運んでいることを意味し、恒星がどのように分化して進化するかについての証拠も提供します。研究チームは、プランク干渉計の改良版に使用するために CB26 の源銀河を評価している。チームはこれを「ザ・ドーム」と呼んでおり、アンテナの数を 12 に更新した。この研究結果は、10 月 17 日発行の Cosmos and Cosmic Physics 誌に掲載された。

著者:ロバート・リー

FY: ホー・タン・ワイ

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