がか座AB星

がか座AB星

がか座AB星（AB Pictoris、略称AB Pic）は、地球からおよそ163光年離れたがか座の方向に位置するK型主系列星です。この恒星は、その周囲を公転する伴天体「がか座AB星b」の存在が確認されたことで天文学者の注目を集めています。特に、がか座AB星bはその質量が惑星と褐色矮星という異なる天体の分類の境界線上にあるとみられ、その正体について発見以来、詳細な研究が進められてきました。

主星（がか座AB星）の特性

がか座AB星自身は、推定される年齢がおよそ3000万年と、太陽（約46億年）に比べて非常に若い恒星です。天文学者は、恒星が誕生した場所や時期を推定するため、似た運動特性を持つ星の集まりである「アソシエーション」や「運動星団」に着目します。がか座AB星も、当初は「きょしちょう座-とけい座アソシエーション」の一員と考えられていましたが、その後の詳しい物理的特性の分析から、より若い「がか座β運動星団」や「りゅうこつ座アソシエーション」に属するという説も提唱されており、その正確な帰属については研究が進められています。しかし、いずれの説をとっても、がか座AB星が若い恒星であるという点は共通しています。また、がか座AB星は「変光星」としてもカタログに登録されており、明るさが変化する恒星であることも分かっています。その変光のパターンは、恒星の表面活動によって引き起こされる「りゅう座BY型変光星」に似ている可能性が指摘されていますが、変光のメカニズムの詳細はまだ完全には解明されているわけではありません。

伴天体（がか座AB星b）の発見と性質

伴天体であるがか座AB星bは、ヨーロッパ南天天文台がチリに所有するVLT（超大型望遠鏡）に搭載された高度な観測装置を用いて発見されました。具体的には、補償光学システムと近赤外線カメラを使った直接撮像観測が、2003年と2004年に行われ、そのデータ分析の結果が2005年に発表されたのです。この観測により、中心星であるがか座AB星から見かけ上5.4秒角離れた位置に、暗く赤い光を放つ点光源が確認されました。初期の観測データだけでは、これががか座AB星と物理的に関連のある天体なのか、あるいは単なる偶然の配置なのかは不明でした。しかし、その後の追観測によって、がか座AB星bがかか座AB星と全く同じ方向に、同じ速度で宇宙空間を移動していること（共通固有運動）が確認されました。この事実は、がか座AB星とがか座AB星bが重力によって結びついた一つの系を形成している動かぬ証拠となりました。

がか座AB星bの放出する光を分析した結果、そのスペクトルは恒星よりも温度が低い「L型」に分類され、L0型からL3型に相当すると推定されました。褐色矮星の理論モデルにこのスペクトルや推定される年齢を適用すると、がか座AB星bの質量は木星の約13倍から14倍と計算されました。天文学では、木星質量の約13倍を境に、それより軽いものを惑星、重いものを褐色矮星と区別することが一般的です（これは、中心部の水素が核融合を起こせないが、重水素であれば核融合を起こせるかどうかに基づく定義です）。がか座AB星bの推定質量は、まさにこの境界線上に位置しており、その分類を巡って当初は議論を呼びました。また、若い天体の進化モデルはまだ改良の余地が多く、質量推定の精度にも限界がありました。星がどのように生まれるかという理論（星形成論）や、中心星から約260天文単位（太陽から地球までの距離の260倍に相当する投影距離）という比較的離れた位置にあることから、惑星としてではなく、中心星とは別に独立して誕生した褐色矮星である可能性が高いと推測されましたが、直接的な証拠に乏しかったのです。

その後、がか座AB星bから得られたより詳細な分光データが分析されました。この高精度のスペクトルデータは、褐色矮星に特有の特徴を明確に示しており、その性質が惑星よりも褐色矮星に近いことが明らかになりました。この結果を受け、現在ではがか座AB星bは褐色矮星であると広く認識されています。

がか座AB星系は、若い恒星の進化や、惑星系と褐色矮星系の形成メカニズム、そして低質量天体の物理状態を研究する上で、非常に価値の高い研究対象となっています。

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