Letter

宇宙:乱流状態にある星周円盤内での急速な微惑星形成

Nature 448, 7157 doi: 10.1038/nature06086

星周ガス円盤中での惑星形成の初期段階では、塵粒子が衝突して天体は徐々に大きくなっていく。この過程がどのように続いて、メートルサイズの巨礫からキロメートルサイズの微惑星に至るのかは、未解決の大きな問題である。巨礫は互いにくっつきにくく、軌道を数百回回転する間に、もっとゆっくり回転するガスからの「逆風」のために原始星へと急速に落下すると考えられるからである。固体成分の重力崩壊を考えれば、この問題を解決できるかもしれないとされてきた。しかし低レベルの乱流でも、十分高密度の円盤中央面への固体の集積を妨げる可能性がある。また、原始星円盤で観測されるガス降着を説明するには、乱流が存在しなければならない。本論文では、円盤中央面の局所的に過剰密度となった領域で、巨礫が効率的のよい重力崩壊を起こしうることを報告する。巨礫はまず、乱流ガス中で一時的に高圧力になった領域に集まり、こうした濃縮体はガスや固体の相対流により引き起こされる流動不安定性によって、さらに1桁大規模となる。重力によって結びついたクラスターが形成され、その質量は矮惑星に匹敵し、巨礫の大きさに分布があることを見いだした。重力崩壊は動径方向の移動よりもかなり速く起こり、降着中の星周円盤における微惑星形成経路となりうると考えられる。

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