国立天文台,新装置で原始惑星系円盤を観測

国立天文台は,すばる望遠鏡に搭載された新しい観測装置を用いて,若いころの太陽系に似ていると考えられる惑星系を持つ恒星「LkCa 15」の原始惑星系円盤を,これまでで最も鮮明に写し出すことに成功した(ニュースリリース)。

若い太陽型星であるLkCa 15は,惑星の材料となるガスや塵でつくられた原始惑星系円盤を持つ。これまでの研究から,この円盤には大きな隙間があることが知られていた。そしてこの隙間は,塵が集まった「若い惑星」が円盤の中で形成されている。

しかし,地球から500光年以上離れた距離にあるLkCa 15の周りを回る惑星を,太陽系と同じようなスケールで地上から直接捉えるには,地球の大気ゆらぎの影響を補正する補償光学を持ったすばる望遠鏡のような大望遠鏡であっても非常に難しい。

これまで,開口マスキング干渉法と呼ばれる最先端技術を基にした観測結果から,3つの惑星候補天体が土星から海王星の軌道を回っていると考えられており,これが円盤内にある太陽系外惑星として初めて認識された。しかしこの観測方法では,塵の円盤による散乱光に比べ,惑星からの光がどれくらい来ているのかを実際に判断するのは特に難しい。

すばる望遠鏡に搭載された極限補償光学装置「SCExAO」は,一般的な補償光学装置よりも高速で高感度なカメラと2000素子もの可変形鏡の組み合わせを用いることで,地球の大気ゆらぎの影響をより高度に補正し,そのままではぼやけて見えてしまう星像をより鮮明に映し出すことができる。

さらに面分光装置 「CHARIS」に光を送ることで,天体から来る光の「色」の場所ごとの違いを高い解像度で直接見分けることができるため,惑星の大気成分などを詳しく調べることもできる。

今回,すばる望遠鏡に搭載された新観測装置による観測で,これまで惑星から発せられていると考えられてきた光のほとんどが,実は原始惑星系円盤からのものだったことがわかった。また,円盤の中に隠れている惑星は,より暗く、従来考えられてきたものよりもさらに質量が小さい可能性があることが判明したとしている。

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