!ハッブル宇宙望遠鏡が捉えたオリオン大星雲。クレジット：NASA、ESA、M. Robberto（STScI/ESA）およびハッブル宇宙望遠鏡オリオン・トレジャリー・プロジェクト・チーム
天文学者チームは、世界最大の単一鏡電波望遠鏡と高感度干渉計を組み合わせ、地球に最も近い大質量星形成領域であるオリオン大星雲の中に、これまで隠されていた構造を発見した。この結果は、新生星がどのように周囲を形成するかに関する長年の仮説に疑問を投げかけている。
ウィーン大学のJuan Diego Soler氏が率いる研究チームは、中国の500メートル口径球面電波望遠鏡（FAST）と米国ニューメキシコ州のカール・G・ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡群（VLA）を使用し、拡張オリオン大星雲（EON）内の中性原子水素（HI）を前例のない解像度でマッピングした。この研究はAstronomy & Astrophysicsに掲載され、solar neighborhood内の中性原子水素（NeAtHood）プロジェクトの最初の成果となる。
二重の泡の驚き
研究チームはオリオン座のHIの史上最も精細な地図を作成し、これまで見られなかった2つの特徴を明らかにした。1つ目は、主EONシェルの上部に位置する二次的な泡で、速度分解マップでのみ確認できる。2つ目は、シェル境界から約4パーセク伸びる線状の突起で、研究者らは「ゴースト」と名付けた。
Soler氏は「主EONバブルと副EONバブルは、2回の連続したフィードバックイベントによって生成された可能性がある。まず、主EONバブルはTheta1 Orionis Cからの風によって吹き飛ばされる。次に、別の大質量星がオリオン大星雲クラスターを離れる際にフィードバックを生み出し、第二のバブルも形成する」と述べた。
ゴーストの細長い形状は、星雲構造の起源が単一の超新星であるという説に反論している。その代わりに、大質量星からの複数の恒星フィードバックエピソードが時間をかけて作用したことを示唆している。
質量推定値が10分の1に
新たな構造に加えて、観測結果は驚くべき定量的改訂をもたらした。研究チームは、EONの膨張シェルの前半分に約100太陽質量の物質が含まれていると計算し、これは以前の推定値の約10分の1に相当する。
Soler氏は「質量の測定は基本的に重要で、新しく形成された星が風と放射によってどれだけ効率的に環境を形成しているかを教えてくれる」と説明した。
FASTの比類なき集光面積とVLAの干渉計分解能の組み合わせが鍵となった。中国貴州省にある500メートルの固定鏡FASTは、広い視野にわたって微弱なHI放射を捉える。ニューメキシコの砂漠に広がる27基のアンテナVLAは、微細な構造の詳細を識別するのに必要な角度分解能を提供する。両者が連携することで、どちらか単独では見逃すダイナミクスを明らかにする。
中性水素が重要な理由
天の川銀河のガスの3分の2は中性原子水素として存在する。これは分子水素、そして最終的には星が形成される原材料であり、星間物質を通るエネルギーと物質の流れを tracing する。オリオン座のように複雑な領域でHIを高解像度でマッピングすることは、星形成とフィードバックのシミュレーションに対する直接的な観測的検証となる。
ケルン大学のDaniel Seifried氏（研究の共著者）は「これらの見事な観測結果は、天の川銀河におけるガスと星の進化を調査する多くの現代天体物理学シミュレーションの基準となる」と述べた。
宇宙望遠鏡科学研究所のClaire Murray氏は「この研究は、最新世代の電波望遠鏡が星形成パズルの新たなピースを解き明かす力を持つことを示す、エキサイティングな実証である」と付け加えた。
オリオンは始まりにすぎない
NeAtHoodプロジェクトは、この手法を他の星形成領域に拡大し、solar neighborhood全体の中性水素を体系的にマッピングする予定である。単一鏡と干渉計のHIデータを組み合わせるために開発された手法は、よく研究された空の領域でも、隠れた構造とダイナミクスを明らかにすることが期待される。
Soler氏は「オリオンは始まりにすぎない。私たちの新たに開発した手法は、将来の干渉計が星間物質の隠れた構造とダイナミクスを、天文学者がすでによく理解していると考えていた領域でも明らかにする方法を示している」と述べた。
論文が述べているように、「オリオンのようによく研究された領域でさえ、HIは天に何か新しいものを明らかにする。」
雅子 訳