マサチューセッツ工科大学（MIT）のリチャード・ティーグ博士率いる天文学者チームは、アルマ望遠鏡（ALMA）の観測データを活用し、近傍の恒星TW Hydraeを取り巻く惑星形成円盤内の磁場を詳細にマッピングすることに成功しました。この研究は、惑星が誕生する現場における目に見えない力の働きを明らかにし、私たちの太陽系が形成されたプロセスへの理解を深めるものです。
惑星は、若い星の周りでガスと塵が渦巻く円盤から生まれます。これまで望遠鏡はこれらの円盤の構造や隙間を捉えてきましたが、惑星形成の材料を導き、形作る上で不可欠な要素である磁場の測定は困難な課題でした。磁場は円盤の進化と惑星形成に極めて重要であると考えられていますが、TW Hydraeのような円盤におけるその存在と構造が明確にマッピングされたのは今回が初めてです。
ティーグ博士らのチームは、円盤内で回転する分子からの特定の電波信号の広がりを分析しました。これはゼーマン効果として知られる磁場との相互作用によって生じる特徴的な広がりです。ALMAで観測されたシアン化水素（CN）分子からの微細な光の変化を解読することで、この効果を捉えることができました。
この分析により、磁場は恒星から60～120天文単位（AU）の範囲に広がり、その強さは最大で10ミリガウスに達することが明らかになりました。これは冷蔵庫の磁石の1000倍も弱い値ですが、惑星形成のスケールでは非常に大きな力となります。特筆すべきは、円盤内の顕著なギャップ部分で磁場の構造が変化している点であり、これは磁気活動と惑星形成領域の形成との間に直接的な関連があることを示唆しています。
ティーグ博士は、「これらの磁場の存在とパターンは、私たちの惑星が形成された太陽系星雲を貫いていたであろうものと驚くほど似ています。これは、新しい世界の誕生を形作る見えない手を見た中で最も鮮明なものです」と述べています。このアプローチは、磁場が円盤の進化をどのように駆動するのか、そしてどの惑星がどこで形成されるかにどのように影響するのか、といった長年の科学的な問いに新たな光を当てています。
さらに、ALMAのアップグレード、特に将来のバンド1受信機の開発は、このような観測を大規模に可能にすることが期待されています。ティーグ博士は、「私たちは、新しい惑星系を構築する磁気的な青写真を見ることができる時代に入りました。私たちの発見は、アップグレードによって約束されたことが大規模に可能になることを示しています」と付け加えています。この研究は、他の恒星の周りで惑星がどのように形成されるかだけでなく、私たちの宇宙の故郷がどのようにして現在の姿になったのかを理解する上で、重要な進歩となります。