降着円盤

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降着円盤と若い恒星からの宇宙ジェット:HH-30(上左)

降着円盤(こうちゃくえんばん、: accretion disk)とは、ブラックホール中性子星白色矮星のようなコンパクト星に落ち込むガスや塵が、高密度天体の周りに形成する円盤のこと。

これらの物質は、コンパクト星に落下しながら差動回転運動をしている。落下運動による重力のポテンシャルの開放に加え、中心天体に近くなるほど角速度が大きくなるが、これがガスの粘性による摩擦によって次第に角運動量を失い、ついには物質は106K〜108Kもの高温となり、円盤状にとり巻きながら可視光線X線などのさまざまな電磁波を放射する。あるいは、中心に集積された物質がなんらかの機構で降着円盤フレアや宇宙ジェットなどの形でエネルギーが放出され、ここからも電波が放出される。さらには、こうした宇宙ジェットが周囲の物質に干渉し、新たな電波源になることもある。

降着円盤を形成するには、大きな重力をもつ中心天体の周囲に十分な量の物質が何らかの形で供給されつづけていなければならない。実際の観測では、明るく輝く降着円盤を直接観測出来る場合と、降着円盤によって集積され高温となった物質が発するさまざまな電波によって間接的に観測できる場合とがある。

連星系は降着円盤を持つ条件を満たす天体であり、なかでもX線連星は典型的な系である。コンパクト星と恒星近接連星では、恒星から重力の強いコンパクト星にガスが供給される場合がある。するとガスは角運動量を持っているためにコンパクト星に真っ直ぐ落下せず、コンパクト星を周回し、降着円盤を形成する。降着円盤内縁は高温になり、X線を放射する。これがX線連星である。

X線連星以外の降着円盤をもつ天体には、活動銀河核がある。活動銀河核の場合は、連星系よりも物質が周囲に大規模に存在しているとの仮定が必要になるが、クエーサーを含む近年の観測と研究により、強い電波源が、そのような仮定のもとで中心の強い重力源によって形成された降着円盤と宇宙ジェットにあるとの理解が進んでいる。

M17「オメガ星雲」[編集]

2004年5月には、銀河系から約7千光年離れたいて座散光星雲 M17(オメガ星雲)に、直径およそ20,000天文単位の巨大な降着円盤が発見された。

参考文献[編集]

外部リンク[編集]