大学院理工学研究科理学専攻物理・宇宙プログラム

教授

高桑 繁久

電波望遠鏡で星と惑星の起源に迫る

太陽系はどうやってできたのか?

ALMAの観測により得られた、おうし座HL星の周囲の分子ガス(青)と塵(赤)の分布。円盤の溝状構造を点線で示している。 Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Yen et al. 2016, ApJ, 820, 25

 宇宙では、常に新たな星、惑星系が形成されると共に、年老いた星、惑星系はその一生を終えています。宇宙に漂う分子ガスと塵が、新たな星、惑星形成の源です。私達の太陽系も、およそ46億年前に分子ガスと塵から形成されたと考えられています。塵や、分子ガス中の様々な分子は電波を放射するため、電波望遠鏡による観測により、星や惑星の形成過程を調べることができます。
 我々の研究グループは、電波望遠鏡による観測により、宇宙で星や惑星がどのように作られるのかを研究しています。これは地球や太陽がある太陽系がどのようにして作られたのかという疑問に答えたいからです。図は、太陽質量程度の若い星である、おうし座HL星の周りの分子ガスと塵の円盤を、南米チリにあるALMA(*1)を用いて観測した画像です。若い星周囲に存在するこのような円盤を「原始惑星系円盤」と呼び、惑星形成の現場であると考えられています。この円盤の中で、分子ガスや塵の量が減少した溝状の構造(図の波線)が存在することがわかります。このような溝状の構造はいわば惑星のけものみちであり、この溝状の構造の中に木星のような惑星が潜んでいると考えられます。

双子の星はどうやって生まれる?

ALMAで観測した原始星連星L1551 IRS 5周囲の塵の分布。塵が出す電波の強度(温度単位)をカラースケールで示している。二つの+印は、連星のそれぞれの星の位置を表す。 Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

 人間と同様、星にも双子が存在します。双子の星は、重力でお互いに引き合いながら互いの周りを回っており、「連星」と呼ばれます。人間と違い、星の過半数は連星であることがわかっており、連星がどのようにして生まれるのかという問題も、我々の重要な研究課題です。
 図は、生まれて間もない双子の赤ちゃん星「原始星連星」L1551 IRS 5 周囲の円盤を、ALMAによって観測した画像です。図の中央の二つ目玉の構造は、連星の個々の星の周りの円盤であり、個々の星の周りでの惑星系形成の現場であると考えられます。さらにこの二つの円盤全体を取り囲む第3の円盤「周連星系円盤」が存在することがわかります。周連星系円盤は二つの渦巻き腕の構造を示しており、時計回りに回転しています。さらに、渦巻き腕の中では分子ガスや塵が回転の勢いを増して外側に移動しているのに対して、渦巻きの間では回転の勢いが弱くなって、中心の連星の落ち込んでいることがわかりました。これは、周連星系円盤の物質が連星を成長させている様子を見ていると考えられます。
 このように、ALMAを始めとする世界の最先端の電波望遠鏡を用いて、宇宙で星や惑星がどのように形成されているのかという問題に迫っています。

用語解説

ALMAはAtacama Large Millimeter/submillimeter Array の略であり、北米、ヨーロッパ、東アジア(日本、台湾、韓国)、チリの計22カ国の国、地域の国際共同体制のもと、チリのアタカマ砂漠に設置された世界最大の電波望遠鏡の名前である。ALMAは直径12mのパラボラアンテナ54台、直径7mのパラボラアンテナ12台の計66台のアンテナからなり、天体からの、波長7-mm から 0.3-mm までの電波の超高解像度、高感度の観測を行うことができる。観測データは観測者の1年間の占有期間の後は公開され誰でも使用できるほか、日本の大学生、大学院生は自身の観測提案を行うこともできる。

Profile

大学院理工学研究科理学専攻物理・宇宙プログラム

教授

高桑 繁久

1971年富山県富山市生まれ。1999年東京大学大学院理学系研究科天文学専攻博士過程修了。博士(理学)。1999年から2002年まで台湾中央研究院天文及天文物理研究所、2002年から2005年まではアメリカ合衆国スミソニアン天文台、2005年から2007年までは国立天文台ALMA推進室にてポスドク研究員。2007年から台湾中央研究院にて助教、准教授を経て、2016年より現職。専門は電波天文学、天体物理学。担当授業は電磁気学I、フーリエ解析、恒星・銀河天文学、星・惑星形成特論など。

学生(受験生)へのメッセージ

研究は、実際は泥臭い作業の積み重ねです。様々な基礎的な勉強が必須ですし、労力のかかる仕事も多いです。さらに、誰から強制されなくても、自分から学びとっていく態度がないといけません。しかし、その山を乗り越えたときは、これまでの苦労の何倍ものお釣りが返ってきます。皆さんには、山を乗り越えた時は、今まで自分の知らなかった新しい世界が見えるようになることを、知っていただきたいと思います。

他の研究者

大学院理工学研究科 理学専攻 生物学プログラム

助教

渡部 俊太郎

総合教育機構

准教授

藤村 一郎

教育学部 音楽

准教授

今 由佳里

大学院理工学研究科 工学専攻 建築学プログラム

教授

柴田 晃宏

共同獣医学部 獣医学科

准教授

内藤 清惟

大学院医歯学総合研究科 先進治療科学専攻 顎顔面機能再建学講座 歯科麻酔全身管理学分野

助教

山下 薫

共通教育センター

准教授

塗木 淳夫

水産学部 水産経済学分野

助教

鈴木 崇史

医歯学総合研究科 歯科応用薬理学分野

助教

五十嵐 健人

医歯学総合研究科 先進治療科学専攻 生化学・分子生物学

教授

奥野 浩行

先端科学研究推進センター 生命科学動物実験ユニット

准教授

瀬戸山 健太郎

法文学部 法経社会学科 法学コース

准教授

上原 大祐

共同獣医学部

助教

森脇 潤

医学部 保健学科 理学療法学専攻 基礎理学療法学講座

教授

榊󠄀間 春利

水産学部 水産学科

助教

小玉 将史

グローバルセンター

教授

中谷 純江

鹿児島大学病院 発達系歯科センター 小児歯科

講師

稲田 絵美

鹿児島大学病院 消化器センター 消化器内科

講師

佐々木 文郷

大学院医歯学総合研究科 健康科学専攻 感染防御学講座

教授

原 博満

大学院理工学研究科 理学専攻 地球科学プログラム

准教授

礼満 ハフィーズ

教育学部 理科

准教授

川西 基博

大学院医歯学総合研究科 先進治療科学専攻 神経病学講座

教授

田川 義晃

農学部 農業生産科学科

教授

坂井 教郎

農学部 農業生産科学科

教授

坂巻 祥孝

農学部 食料生命科学科

准教授

藤田 清貴

農学部 食料生命科学科

准教授

濱中 大介

ヒトレトロウイルス学共同研究センター

教授

中畑 新吾

水産学部 水産学科

助教

熊谷 百慶

水産学部 水産資源科学分野

准教授

土井 航

大学院臨床心理学研究科

准教授

吉村 隆之

法文学部 法経社会学科

教授

井原 慶一郎

大学院医歯学総合研究科 先進治療科学専攻 生体機能制御学講座

助教

小栁 江梨子

教育学研究科 教育実践高度化専攻

准教授

関山 徹

農学部 食料生命科学科

助教

坂尾 こず枝

農学部附属焼酎・発酵学教育研究センター

准教授

吉﨑 由美子

共通教育センター初年次教育・教養教育部門

准教授

今井 裕

高等教育研究開発センター

助教

森 裕生

農学部 食料生命科学科

准教授

池永 誠

鹿児島大学病院 心臓血管内科

講師

窪田 佳代子

大学院医歯学総合研究科 先進治療科学専攻 神経病学講座

講師

﨑山 佑介

大学院医歯学総合研究科 健康科学専攻 発生発達成育学講座

教授

岡本 康裕

教育学部 技術科

准教授

浅野 陽樹

教育学部 学校教育教員養成課程(心理学)

准教授

島 義弘

大学院理工学研究科 工学専攻 情報・生体工学プログラム

准教授

岡村 純也

大学院理工学研究科 工学専攻 化学生命工学プログラム

助教

新地 浩之

大学院理工学研究科 工学専攻 建築学プログラム

准教授

鷹野 敦

教育学部 教育学科

准教授

髙谷 哲也

大学院医歯学総合研究科 先進治療科学専攻 生体機能制御学講座

講師

柏谷 英樹

大学院理工学研究科 工学専攻 電気電子工学プログラム

准教授

渡邉 俊夫

大学院理工学研究科 工学専攻 化学工学プログラム

教授

武井 孝行

大学院理工学研究科 工学専攻 機械工学プログラム

教授

片野田 洋

法文学部 法経社会学科

准教授

酒井 佑輔

大学院医歯学総合研究科 先進治療科学専攻 顎顔面機能再建学講座

講師

河野 博史

大学院医歯学総合研究科 健康科学専攻 発生発達成育学講座

教授

宮脇 正一

鹿児島大学病院 発達系歯科センター 口腔保健科

助教

藤島 慶

共同獣医学部 獣医学科

教授

田仲 哲也

共同獣医学部 獣医学科

教授

帆保 誠二

水産学部 水産学科

准教授

田角 聡志

水産学部 食品生命科学分野

准教授

内匠 正太

大学院理工学研究科 理学専攻 化学プログラム

准教授

児玉谷 仁

大学院理工学研究科 理学専攻 数理情報科学プログラム

准教授

松本 詔

大学院理工学研究科 理学専攻 物理・宇宙プログラム

准教授

永山 貴宏

大学院理工学研究科 工学専攻 化学工学プログラム

教授

二井 晋

大学院理工学研究科 理学専攻 物理・宇宙プログラム

教授

小山 佳一

共同獣医学部 共同獣医学科

教授

三浦 直樹

国際島嶼教育研究センター

教授

高宮 広土

医学部 腫瘍学講座分子腫瘍学分野

准教授

河原 康一

国際島嶼教育研究センター

准教授

山本 宗立

グローバルセンター

講師

市島 佑起子

共通教育センター

准教授

藤田 志歩

共通教育センター

准教授

鄭 芝淑

大学院医歯学総合研究科 先進治療科学専攻 顎顔面機能再建学講座

教授

西村 正宏

医学部 保健学科 理学療法学専攻

教授

牧迫 飛雄馬

水産学部 水産学科

教授

小松 正治

水産学部 水産学科

助教

遠藤 光

農学部 農林環境科学科

准教授

鵜川 信

農学部 食料生命科学科

准教授

加治屋 勝子

農学部 農業生産科学科

教授

坂上 潤一

大学院理工学研究科 工学専攻 化学生命工学プログラム

教授

門川 淳一

大学院理工学研究科 工学専攻 電気電子工学プログラム

准教授

奥田 哲治

大学院理工学研究科 工学専攻 機械工学プログラム

教授

松﨑 健一郎

大学院理工学研究科 理学専攻 生物学プログラム

教授

内海 俊樹

教育学部 数学教育

准教授

和田 信哉

法文学部 法経社会学科

准教授

農中 至

教育学部 家政教育

准教授

黒光 貴峰

高等教育研究開発センター

准教授

伊藤 奈賀子

教育学部 美術教育

教授

桶田 洋明

法文学部 人文学科 心理学コース 

准教授

山﨑 真理子

トップページに戻る