こちらは、おうし座の方向・約450光年先の原始惑星系円盤「Tau 042021」です。画像はジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）とハッブル宇宙望遠鏡（HST）で取得したデータを使って作成されました。
ガスと塵の巨大な円盤「Tau 042021」
原始惑星系円盤は、誕生して間もない星の周りを囲むガスと塵（ダスト）の集まりです。Tau 042021は1000天文単位（地球から太陽までの平均距離の1000倍）という非常に巨大な半径を持っています。
Tau 042021の観測データを分析した研究チームによると、ウェッブのデータからは直径10マイクロメートル程度の塵がガスと混ざり合い、円盤の表面層まで舞い上がっていることがわかりました。
一方、チリの電波望遠鏡群「アルマ望遠鏡（ALMA）」のデータを組み合わせた結果、ミリメートルサイズに集積したペブルと呼ばれるより大きな塵は、円盤の赤道面に向かってしっかりと沈み込んでいることが確認されました。
また、円盤から吹き出す風によって微小な塵が巻き上げられることで形成されたとみられる、円盤の上下に広がる「X」字型の構造も見つかっています。
静かな円盤「Oph 163131」
続いてこちらは、へびつかい座の方向・約480光年先の原始惑星系円盤「Oph 163131」です。画像はウェッブとハッブル、それにアルマで取得したデータを使って作成されました。
Oph 163131は、さきほどのTau 042021とは異なる特徴を持っています。観測データを分析した研究チームによると、Oph 163131はガスの乱れが非常に小さい静かな環境にあり、塵の沈み込みがさらに進行しているため、表面層には1マイクロメートル以上の塵がほとんど残っていません。
さらに、アルマによる観測データからは円盤の赤道面にある塵の隙間が見つかっています。ESA（ヨーロッパ宇宙機関）によれば、この隙間は「そこで惑星が形成されていて、周囲の塵を掃き集めている最中である可能性」を強く示唆する証拠だといいます。
“真横の姿”から迫る太陽系の起源
原始惑星系円盤では惑星が形成されると考えられていますが、そのためにはまず塵が赤道面に沈み込んでいき、集積を繰り返すことで次第に大きく成長する必要があります。
今回観測された2つの原始惑星系円盤は、いずれも地球に対してほぼ真横を向けた角度（エッジオン）にあるため、中心にある若い星からの明るい光が塵に遮られています。ESAがその姿を「宇宙に浮かぶ色鮮やかな独楽（こま）のようだ」と表現するこれらの円盤は、垂直方向の構造や塵の分布を直接観察できるため、惑星形成の初期プロセスを理解する上で非常に重要な観測対象です。
ESAによれば、Tau 042021とOph 163131は、進化の段階や塵の分布といった環境がそれぞれ異なっています。こうした個性豊かな原始惑星系円盤を比較することは、かつて私たちの太陽系がどのように形成され、地球のような惑星がどうやって誕生したのかを解き明かすための重要な手がかりになると期待されています。
ウェッブなどで観測したTau 042021とOph 163131の画像は、ESA/Webbから2026年4月3日付で公開されています。
文／ソラノサキ 編集／sorae編集部
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参考文献・出典
- ESA/Webb - A pair of planet-forming discs
- Duchêne et al. - JWST Imaging of Edge-on Protoplanetary Disks. I. Fully Vertically Mixed 10 μm Grains in the Outer Regions of a 1000 au Disk (The Astronomical Journal)
- Villenave et al. - JWST Imaging of Edge-on Protoplanetary Disks. III. Drastic Morphological Transformation Across the Mid-infrared in Oph163131 (The Astrophysical Journal)
- Villenave et al. - A Highly Settled Disk around Oph163131 (The Astrophysical Journal)
