はるか彼方の宇宙に漂うガスの組成を調べ、その動きを追う。それを可能にしてくれるのが分光観測だ。「光」という文字が入っているが、同じ電磁波の仲間である電波でも同じこと。様々な分子が出す特定の周波数の電波を観測することで、可視光では見えない宇宙の姿を明らかにできる。

太陽のような恒星は、銀河系内に漂うガスや塵（まとめて星間物質と呼ばれる）が自分の重力で寄り集まることによって作られる。星の卵ともいうべき「分子雲コア」の大きさはざっと0.1光年、重さは太陽の数倍、密度は1立方センチメートルあたり水素分子が数十万個程度。この星間物質の集合体がさらに自分の重力によって収縮すると、中心部に赤ちゃん星「原始星」が作られる。原始星のまわりには大量の星間物質が取り巻いており、可視光線はこの厚い雲にさえぎられてしまうので原始星の様子を詳しく調べることができない。そんな時は電波の出番。極低温の星間物質そのものから出てくる電波を調べることで、原始星直近の様子を調べることができるのだ。

さらに、ガスが動いている場合はドップラー効果によって電波の周波数がわずかにずれる。これを精密に測定することで、原始星の周りを回るガスや原始星から噴き出す高速のガスの流れ（双極分子流）をつぶさに観測することができる。中心の星が輝きだすと周囲のガスの温度も上がり、多彩な化学反応が進む。また、速いものでは秒速100キロメートルにも達する双極分子流が周囲の星間物質と衝突するところでは、塵の温度が上がってその表面から様々な分子が飛び出したり、衝撃波によって塵自身が破壊されたりする。このような領域では、一酸化ケイ素など特有の分子が一般的な星間空間中に比べて100万倍も多く存在するようになる。もちろん、双極分子流の規模や速度、その周囲での化学反応の様子は原始星やその周囲の環境によって様々だ。星形成領域の多様性を、分子スペクトルは雄弁に語ってくれる。

記事データ

公開日

2014年10月 日

天体名

B1-c

観測装置

野辺山45m電波望遠鏡

波長データ

電波