ハッブルが捉えたN44の「スーパーバブル」　大質量星が次の星の誕生を促す仕組み

NASAとESAが9月3日に公開したハッブル宇宙望遠鏡の画像に写るのは、星雲LHA 120-N44（通称N44）の壮大な星形成現場です。地球から約16万光年先、りゅうこつ座の方向にある大マゼラン雲に位置し、中心には約210×140光年に及ぶ巨大な空洞があります。1

この空洞は、複数の大質量星が生み出した強烈な星風と超新星爆発によって周囲のガスを押しのけた結果です。単独の星ではなく、複数の大質量星からのエネルギーがつくる大規模な星間空洞であることから、これは「スーパーバブル」と呼ばれます。1

壊す力が、次の星を生む

中心の星々は、誕生した場所を満たしていたガスを吹き払い、その物質を空洞の縁へと掃き集めました。こうして形成されたのが、画像で目立つ高密度のガスと塵の殻です。そして、この殻の中では新たな星が形成されています。1

ガスが一か所に集められると密度が高まり、重力によって収縮しやすくなります。N44は、先に生まれた大質量星が周囲の環境を変え、その作用が次世代の星形成に影響する「誘発星形成」の有力な例です。

スーパーバブル内部の星と、その縁にある星には、最大でおよそ500万年の年齢差が見つかっています。この時間差は、中心のより古い星の集団が空洞をつくり、縁のガスを圧縮した後に新しい星が生まれた、という連鎖的なシナリオと整合します。ただし、縁にある若い星のすべてがこの仕組みで誕生したと断定するものではありません。1

約50万個の星を数えたハッブル観測

画像データは、ディミトリオス・グリエルミス氏が主導したハッブルの観測プログラム「14689」によるものです。この調査ではN44とその周辺の星が詳しく数えられ、約50万個がカタログ化されました。そのうち約3万個は前主系列星です。1

前主系列星とは、ガス雲の収縮によって生まれ、中心部で水素をヘリウムに変える核融合をまだ始めていない若い天体を指します。これほど多くの星を同じ複合領域で比較できるため、天文学者は冷たいガスが圧縮されてから若い星が姿を現すまでの時間関係を探ることができます。

小さな泡「N44F」が示す別のスケール

N44には中心のスーパーバブル以外にも、さまざまな構造があります。ハッブル画像の右上付近にあるN44Fは、1個の高温で大質量の星から吹く星風によってつくられた、より小さな泡です。1

N44Fは、1個の強力な星でも周囲のガスを形づくれることを示しています。一方、中心の巨大な空洞は、星団に属する複数の大質量星と超新星爆発が重なった影響を物語ります。両者の対比は、恒星が周囲の星間物質に及ぼす影響の規模の違いを分かりやすく示します。

初期宇宙に近い条件を探る近傍の実験場

N44全体は幅約1,000光年に広がり、輝く水素ガス、暗い塵の筋、大質量星、年齢の異なる複数の恒星集団を含んでいます。特に高温で星形成が活発な場所もあり、ひとつながりの領域の中で星の進化の複数の段階を比べられます。1

さらに大マゼラン雲は、天の川銀河よりもヘリウムより重い元素の割合、すなわち金属量が低い環境です。この条件は、初期宇宙の若い銀河に見られた環境に似ています。N44は、遠い初期宇宙そのものではないものの、比較的近い場所で星形成と恒星からのフィードバックを検証できる重要な観測対象です。1

この画像が伝えるのは、恒星の活動が単に星雲を吹き飛ばして終わるわけではないという点です。大質量星はガスを押しのけて一つの時代を終わらせる一方、そのガスを密な殻として集めることで、次の星が生まれる舞台も用意しているのです。