恒星が寿命を迎えた後に残る天体の周囲で、2つのガス円盤に由来すると考えられる特異な構造が見つかった。国際研究チームは10月26日、白色矮星と呼ばれる天体「WD J1328−1450」の周囲で、隙間を挟んだ二つのガス円盤が存在すると考えられる観測結果を報告した。これまで知られていたガス円盤とは異なる構造で、同研究チームは、それぞれの円盤に小天体が存在する可能性を指摘している。研究成果は英科学誌『Nature Astronomy』に掲載された。
白色矮星は、太陽のような恒星が中心部で核融合によってエネルギーを生み出す段階を終え、外層のガスを放出した後に残る高密度の天体だ。白色矮星の周囲では、かつて存在した惑星や小天体の破片が塵の円盤を作ることがあり、その一部ではガスも確認されている。論文によると、これまで知られていたガス円盤21例では、回転する円盤に特徴的な2つのピークを持つ光のスペクトルが観測されていた。今回の天体では、4つのピークが見つかった。
光の波長から解明したダブル円盤
同研究チームは、欧州南天天文台（ESO）の超大型望遠鏡VLTを使い、天体から届く光を波長ごとに分けて分析した。円盤のガスは回転しているため、地球に近づく部分と遠ざかる部分では、光の波長がわずかに変化する。この特徴を調べたところ、4つのピークは、内側と外側にある2つの円盤からの光が重なったものと考えると説明できた。さらに、内側の円盤から届く光にはマグネシウムに由来する特徴が見られた一方、外側の円盤では確認されなかった。外側にも内側と同じ割合でマグネシウムが含まれていれば、その特徴が観測されるはずだったことから、外側の円盤ではマグネシウムが相対的に乏しいと考えられる。
円盤の中に小天体が存在する可能性
同研究チームは、2つの円盤のそれぞれに小天体が存在し、周囲の塵との相互作用によってガスを生み出しているという仮説を提案した。小天体そのものは直接観測されていない。研究チームは、白色矮星の強い重力で破壊されずに残る条件などから、天体が取り得る大きさの上限を推定した。内側の円盤では小惑星程度、外側では冥王星や月に匹敵する大きさまで残る可能性がある。今回の発見は、恒星が寿命を終えた後の惑星系が、残された天体との相互作用によって複雑な構造を保つ仕組みを解明する手掛かりとなる。
画像：白色矮星を取り囲む塵やガスの円盤を描いたイラスト（Credit: ESO/L. Calçada、CC BY 4.0）