【やさしく解説】大質量星の誕生場所を教えてくれる星のサイン

おはようございます。
「藍（あい）」です。

大質量星が生まれる場所は、宇宙の進化を理解する上でとても大切な場所ですよね。その誕生の現場で起きている複雑な磁場のサインを、私たちはどのように見つけ出しているのでしょうか。今回は、遠い星の誕生の秘密を解き明かす、最新の観測結果について紐解いていきます。

何が起きたのか

宇宙で太陽の8倍以上の重さを持つ「大質量星」が生まれる場所の、周りの複雑な磁場の様子が、特別な光のサインとなって観測されました。このサインは、「メタノールメーザー」という、宇宙のガスから発せられる電波によって見つけ出されています。

大質量星は、銀河の進化において非常に大きな役割を果たしています。なぜなら、この星が生まれる場所の磁場が、星の誕生や成長に深く関わっていると考えられているからです。磁場というのは、星の「たまご」のようなガスが集まった場所が、重力によって崩れてしまわないように支えたり、星から噴き出すガスやエネルギーの流れ（アウトフローやジェット）を動かしたりする、とても重要な役割を持っているのです。

この研究では、メタノールという物質から発せられる電波（メーザー）を「天然の電波ビーコン」だと考えて、大質量星がどこで生まれているのかを突き止める目印として利用しました。特に、原始星（生まれたばかりの星）から噴き出すガスの流れ（アウトフローやジェット）を捉えるのに適した「I型」と、原始星のすぐ近くの環境を調べるための「II型」という、二種類のメーザーのサインを分けて探しました。

なぜそれが起きたのか

星の誕生の現場で磁場が重要であるのは、磁場がガスや物質の動きをコントロールするからです。例えるなら、ガスが渦を巻いて飛び出すとき、磁場はその流れの方向や強さを決める「見えないガイド」のようなものだと思ってくださいね。

私たちが探していたのは、この磁場が星の周りでどのように複雑に絡み合っているか、という詳細な情報でした。磁場を直接見るのはとても難しいのですが、星の周りのガスが光や電波を偏向させる現象（ゼーマン分裂）を利用して、磁場の強さや向きを推定する方法を使いました。

研究チームは、日立32m電波望遠鏡を使って、2013年から2022年までの5年間、6.7GHzのII型メタノールメーザーを注意深く観測しました。この観測で、103個のメーザーの中から62個で磁場によるサインを検出することができました。さらに、そのうち38個の天体では、磁場によるサインが初めて見つかったのです。

特に注目されたのは、大質量原始星「G06.795-0.257」の周りでした。この星の周りでは、異なる場所や異なる方向に動くガスの流れの間で、磁場のサインの「符号」が異なっていることがわかりました。これは、星の周りの磁場が、円盤の動きによってねじれて、非常に複雑な形になっている可能性を示唆しています。

わたしたちの生活にどう関係するのか

この研究は、遠い宇宙の星の誕生の仕組みを解き明かすためのものです。直接私たちの生活に直結する話ではありませんが、宇宙の成り立ちや、星がどのように成長していくのかという、とても大きな謎を解き明かす手がかりになります。

星の誕生の仕組みを理解することは、私たちが住むこの宇宙全体がどのようにできあがったのか、という根本的な問いに答えることにつながります。もし、星の誕生に必要な磁場の構造がわかれば、私たちは、宇宙のさまざまな場所で起きている現象や、さらには地球のような惑星がどのように形成されるのか、といった、より広い視野で物事を見られるようになるでしょう。

今後は、他の周波数でのメーザーでも同じサインを探す実験を進め、理論と観測の結果を比較して、磁場の複雑な構造をより正確に推定していく予定です。この探求が、宇宙の深い秘密を少しずつ私たちに教えてくれるはずですよ。