猫の頭に見える星生成領域 ハッブルとウェッブが捉えた神秘の塵の柱
地球から約7500光年離れたカリーナ星雲の中で、二つの宇宙望遠鏡が奇妙な天体を観測した。NASAとESA、そしてカナダ宇宙機関が運用するハッブル宇宙望遠鏡とジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、猫が背を向けて座る姿に見える星形成領域を同時に撮像した。この天体は「Cat's Head Nebula（猫の頭星雲）」と呼ばれており、その猫の頭は右に向いており、光るような眼が見える。
星形成の謎を解く観測により、二つの望遠鏡が提供する相互補完的な画像は、星がどのように誕生するのかというプロセスを明らかにしている。可視光と赤外線という異なる波長での観測が、この天体の構造をどのように見せているのかで、天文学者たちの理解が深まっている。
可視光が映す暗い塵の柱
ハッブル宇宙望遠鏡の可視光観測では、猫の頭星雲は不透明な暗褐色の塵の柱として映る。猫の眼に当たる赤く光る部分は、依然として塵に埋まったままの若い星を指しているとみられる。フィラメントの右側の端に沿って、かすかな黄色い稜線が見える。この明るい縁取りは、近くの大質量星から発する紫外線によって照らされ、電離したガスに相当する。このエネルギッシュな紫外線はガスを加熱し、本質的にそれを蒸発させていく。光蒸発と呼ばれるこのプロセスが進行中だ。
柱の周囲の拡散物質は上部で青と青緑色に輝き、下部に向かって黄色、オレンジ、赤へと色が変わる。ハッブルのフィルターは酸素、水素、硫黄から放出される光のほか、塵によって散乱した星光も捉えている。こうした色の変化は、励起されたガス、塵、そして恒星の照明が複雑に混在していることを物語っている。
赤外線が暴く隠された星々と複雑な構造
ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の近赤外線および中赤外線画像は、猫の頭星雲の理解を一層充実させる異なる情報をもたらす。可視光画像と比べると、フィラメントが透明になり、その複雑な表面構造が近赤外線で判別可能になる。
近赤外線では、塵の暗さを貫いて、密集した星のばらまきが明らかになる。これらの星は色合成画像で青と黄色に映る。赤外線光であっても、いくつかの星はなお様々な程度の塵に包まれたままだ。猫の眼は依然として目立つ存在だが、猫の腹付近に見える薄いジェット状の特徴は、若い星に関連する噴出流を示唆しており、その星は猫の内部か、あるいは右側のすぐ外側に位置しているとみられる。
中赤外線では、温かい塵と炭素系分子からの放射が星雲内の複雑な構造を浮かび上がらせる。フィラメントの青色と緑色は、多環芳香族炭化水素（PAH）からの放射を強調している。これらの炭素系分子は恒星光によって励起される。色と明るさのばらつきは、PAH放射、塵の連続体、そして局所的な照射の変化を反映しており、温度だけでは説明できない。柱の左側のデリケートな球体と糸筋は、この中赤外線視では特に明白である。
カリーナ星雲の大質量星からの強烈な紫外線放射と太陽風は、時間とともにこの猫の頭星雲の特徴的な形を彫刻してきたと考えられる。このような恒星からのフィードバックが周囲のガスと塵を浸食していく一方で、猫の形をしたフィラメント内のより密度の高い物質は、少なくとも現在のところは浸食に抵抗している。
猫の頭星雲は結局のところ一時的な現象であり、やがて散逸するだろう。しかし現在、この領域は星形成というとらえどころのない、混沌とした、複雑なプロセスについての情報に満ちており、ハッブル宇宙望遠鏡とジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の相互補完的な視点が、天文学者たちにこの謎のプロセスをさらに詳しく理解させるのに役立っている。
