天の川銀河に降る『雨』は、いつ星の材料になるのか。

観測アイデア実現基金は、天文学者のアイデアを皆さんのご寄付により実現させよう！という企画です。

アイデア詳細

エントリー No.

エントリー No. 3

代表者

村瀬 建 助教 (岐阜大学)

アイデア名

天の川銀河に降る『雨』は、いつ星の材料になるのか。

観測すること

夜空に輝く星々や、私たちの太陽のような恒星は、はるか昔に天の川銀河に漂っていたガスから生まれました。では、その「星の材料」はいったいどこからやってくるのでしょうか。近年の研究によって、天の川銀河の外側からやってきたガスが、銀河へ降り注いでいることがわかってきました。まるで地球に雨が降るように、天の川銀河にも「宇宙の雨」が降っているのです。私たちは、この天の川銀河へ落ちてくるガスの雲を「落下雲」と呼んでいます。
宇宙から落ちてくるガスは、「原子ガス」と呼ばれる非常に薄い状態です。一方、新しい星が生まれる場所は、「分子ガス」という、より密度が高く冷たいガス雲であり、星はこの中で誕生します。落下雲によって銀河に供給されたガスが星を生むのであれば、『宇宙から降ってきた薄い原子ガスは、どこかで星の材料である分子ガスへと姿を変えている』はずなのです。ところが、その変化がどこで、どのように起きるのかは、現在もよくわかっていません。
2026年、私たちは特殊な落下雲を発見しました。この落下雲は、「分子ガス」と、「原子ガス」が共存していたのです。これは、「宇宙から降ってきたガスが星の材料へ変わる途中段階」を捉えている可能性があります。もしそうであれば、これまで直接結びついていなかった「宇宙から降るガス」と「星の誕生」をつなぐ、重要な天体になるかもしれません。

この発見によって新たな疑問が生まれました。『このような落下雲は、天の川銀河にどれくらい存在するのだろうか』。今回見つかった天体は、極めて珍しい特別な例なだけなのか。あるいは、これまで見落とされてきただけで、天の川銀河の周囲には似たような天体が数多く存在しているのか。もし後者であれば、宇宙から降り注ぐガスが星の材料を銀河へ供給することになり、天の川銀河がどのように星を作り続け、進化するのかを理解する上で大きな手がかりになります。

この問いに答えるためには、より多くの落下雲について、原子ガスと分子ガスの両方を用いて研究する必要があります。しかし、原子ガスは既存の観測データが存在しますが、分子ガスの観測データがほとんどありません。その理由は、落下雲が天の川銀河の円盤部から大きく離れた場所に存在しているためです。これまでの分子ガス観測では、分子ガスが集中して存在する銀河円盤に沿って行われてきました。そのため、銀河の上空や下方に広がる分子ガスの観測は十分に実施されてこなかったのです。

そこで私たちは、野辺山45m電波望遠鏡を用いて、天の川銀河の周囲に存在する落下雲候補天体について分子ガスを観測する計画を実現したいと考えています。この候補天体は、学生たちとともに既存の原子ガス観測データを解析し、一つひとつ議論を重ねながら見いだしたものです。

野辺山45m電波望遠鏡は、日本最大級の電波望遠鏡の一つであり、分子ガスが放つ電波を高い角度分解能と感度で観測することができます。この望遠鏡を用いることで、これまで見逃されてきた落下雲の中の分子ガスを捉え、原子ガスから分子ガスへの変化がどこで起きているのかを明らかにします。もし複数の落下雲で原子ガスと分子ガスの共存が確認されれば、今回発見した天体は特別な例ではなく、宇宙から銀河へ降り注ぐガスが広く星の材料へと変化していることを示す強い証拠になります。

宇宙から降り注ぐガスは、いつ星の材料になるのでしょうか。私たちは野辺山45-m電波望遠鏡を用いて研究したいと考えています。皆さまとともに、銀河の上空に広がるまだ誰も見たことのない世界に挑みます。ご支援・ご声援をよろしくお願いいたします。

必要資金

50万円集まったら
候補天体の中から特に見通しの良い落下雲を選んで観測し、原子ガスと分子ガスの分布の比較、落下雲の運動や質量について導出します。

250万円集まったら：目標額
落下雲候補天体の全域を観測し、原子ガスと分子ガスの分布の比較、落下雲の運動や質量について導出します。

300万円集まったら
全ての落下雲候補天体の観測に加えて、現在行っている解析から得られる新たな落下雲候補天体についても観測を実施します。これによって、落下雲による分子ガス形成の普遍性について探究します。

お金の使い道

45m観測時間
170 〜 230 万円

観測のための野辺山出張
20万円 (学生とともに現地観測を実施します)

返礼品作成費
若干

(寄付が多く集まれば)
データ保存のためのストレージ (HDD, SSD)

寄付特典

申し込みページの「（４）ご質問・ご連絡」に希望の特典をご記入ください

5000円以上
・論文出版時の謝辞にご芳名を記載します(希望制)。

1万円以上
・論文出版時の謝辞にご芳名を記載します(希望制)。
・観測で得た分子ガスデータから作成した電波天体写真のポストカードをお送りします。

3万円以上
・論文出版時の謝辞にご芳名を記載します(希望制)。
・観測で得た分子ガスデータと他波長の写真が切り替わるレンチキュラーカードをお送りします。

5万円以上
・論文出版時の謝辞にご芳名を記載します(希望制)。
・観測で得た分子ガスデータから作成した電波天体写真のポストカードをお送りします。
・観測で得た分子ガスデータと他波長の写真が切り替わるレンチキュラーカードをお送りします。
・観測の様子を配信する限定YouTubeに招待し、観測の様子をご覧いただけます。


10万円以上
・論文出版時の謝辞にご芳名を記載します(希望制)。
・観測で得た分子ガスデータから作成した電波天体写真のポストカードをお送りします。
・観測で得た分子ガスデータと他波長の写真が切り替わるレンチキュラーカードをお送りします
・観測の様子を配信する限定YouTubeに招待し、観測の様子をご覧いただけます。
・このアイデア実現基金提案者の村瀨とオンラインにて対談させていただきます。（所要時間 1時間程度、内容は事前にメールで打ち合わせの上実施いたします。）