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天体物理学：HD 181327のデブリ円盤で見つかった水氷
Nature 641, 8063 doi: 10.1038/s41586-025-08920-4
デブリ円盤は、惑星、小天体（小惑星、カイパーベルト天体、彗星など）、マイクロメートルサイズのデブリ塵を含む系外惑星系である。水氷は最もありふれた凍結揮発性物質であるため、惑星や小天体の形成に不可欠な役割を果たしている。水氷は、太陽系のカイパーベルト天体や彗星でよく発見されているが、デブリ円盤における水氷の存在を示す決定的な証拠はこれまで得られていない。今回我々は、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡に搭載された近赤外線分光器を使って、HD 181327のデブリ円盤に水氷を発見したことを報告する。具体的に我々は、波長3 µmに水氷の固体状態の広域吸収の特徴（3.1 µmでのフレネルピークを含む）を検出しており、これは大きな結晶状の水氷粒子が存在することを示している。さらに、水氷の特徴が中心星からの距離の関数として勾配があることから、円盤は水氷が壊されたり補充されたりする動的な環境であることが明らかになった。水氷の質量分率は、約85 AUでの0.1％から約113 AUでの21％の範囲と推定され、これはHD 181327の円盤には、スノーラインを越えた所に水氷のリザーバーがあることを意味している。HD181327において水氷を放出している氷天体はおそらく、太陽系にある水氷に富んだカイパーベルト天体と似たような系外天体だと考えられる。
