Unveiling the planet formation by ALMA polarization observations

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惑星形成分野の大目標は、惑星がどう形成したかを理論的に解明し、それを観測的・実験的に検証することである。惑星の形成過程は、例えば生命の根源物質がどのように地球にやってきたのか、そのような条件は普遍的なのかといった問いへの答えへとつながっている。惑星が誕生する現場である原始惑星系円盤は、天文観測によって幅広く観測されてきた。特にダストの質量やサイズの測定は、惑星形成段階の指標として重要視されてきた。その中で我々は、これまでの研究によって、ALMAの偏光観測から原始惑星系円盤におけるダストサイズを推定する手法を発展させてきた。ダストサイズの測定は、惑星形成における惑星の種が大きくなる過程そのものであり、まさに惑星のできつつある瞬間を直接観察することに対応する。我々の進めてきた偏光観測は一定の成功を収めてきた一方で、これまでの研究において行われてきた多波長連続波解析によるダストサイズ測定手法との乖離が問題となっていた。その中で本年度は、CW Tauという原始惑星系円盤のALMAデータ解析結果の発表を行った。この天体は偏光が検出されており、かつ多波長連続波解析に適している。その結果、この天体に関しては、多波長連続波解析の結果は強く光学的厚みの影響を受けており、ダストサイズ測定には適切でないことが判明した。その一方で、ダストの質量に関してはこれまでにない良い制限をつけることに成功し、重力不安定に近い程度に重い円盤であることが判明した。本天体は典型的な原始惑星系円盤の一つとして捉えれば、本研究結果は、惑星の材料物質であるダストは比較的コンパクトに分布しつつ重たいという描像を示唆している。