ハッブル宇宙望遠鏡が捉えた、既知最大級の巨大原始惑星系円盤IRAS 23077+6707の混沌とした構造

NASAのハッブル宇宙望遠鏡が捉えた画像により、若い恒星の周囲を公転する、これまで発見された中で最も巨大な原始惑星系円盤「IRAS 23077+6707」の詳細が明らかになりました。この発見は、惑星形成の現場であるこうしたシステムの構造に関する貴重な知見を提供し、2025年末に学術誌『The Astrophysical Journal』で発表されました。IRAS 23077+6707は、地球から約1000光年離れたケフェウス座の領域に位置しており、非公式には「ドラキュラのチビート（Dracula's Chivito）」という愛称で呼ばれています。

この円盤は驚異的な広がりを持ち、その直径は約6400億キロメートルに達します。これは、太陽系の外縁部であるカイパーベルトの外側までを含めた太陽系全体の直径の約40倍に相当する規模です。ハッブルの広域カメラ3（WFC3）を用いた観測の結果、地球に対して約80度の傾斜角で見えるこの円盤が、予期せぬほどの乱流と混沌とした構造を示していることが判明しました。中心天体については、研究者らは、高温で質量が大きい恒星であるか、あるいは平坦な円盤によって完全に隠された近接した連星系である可能性を推測しています。

この円盤の際立った特徴は、その巨大なサイズと推定される質量です。質量は木星質量の10倍から30倍と見積もられており、これは複数の巨大ガス惑星が誕生するのに十分な物質量を示唆しています。本研究の筆頭著者であり、ハーバード・スミソニアン天体物理学センター（CfA）の天文学者であるクリスティーナ・モンシュ氏は、ハッブルによる詳細な画像が得られたことは、原始惑星系円盤の観測としては異例であると指摘しました。他の多くの円盤とは異なり、IRAS 23077+6707は、可視光域で内部構造をマッピングするための稀有な視点を提供しています。

特に注目すべきは、円盤構造における著しい非対称性です。円盤の北側には、縁から約10秒角にわたって伸びる細長いフィラメント状の構造が確認できますが、南側には同様の構造が見当たりません。これらの目立つ、ふさふさとした構造は、中心の平面から大きく突出しており、降着や動的な不安定性によって形成された、複雑で乱流を伴う円盤の外層大気を示唆しています。この円盤は、暗い中央帯を挟んで明るい塵とガスの層が縁取るハンバーガーのような形状をしており、極端な条件下での惑星形成過程を研究するための重要な実験場となっています。

この発見は、惑星の「ゆりかご」がこれまで考えられていたよりも遥かに活発で混沌としている可能性を示しており、初期の惑星系の進化に関する確立されたモデルに疑問を投げかけています。他の研究では低質量の恒星の周りの原始惑星系円盤はコンパクトであることが示されてきましたが、この巨大な天体は、我々の初期太陽系が巨大化したバージョンである可能性を秘めています。JWSTからのデータとは対照的に、ハッブルによる可視光での観測は、これらのサブ構造を高精度で追跡することを可能にし、これほど質量が大きく動的な環境下での惑星形成の理解を深める上で重要な一歩となります。