フォーマルハウト

フォーマルハウト（英国: / ˈfɒməl oʊt /、米国: / ˈfoʊməl hɔːt / ^{[ 12 ]} ）は、南天の星座であるみなみのうお座で最も明るい星であり、夜空で最も明るい星の1つです。バイエル記号はアルファ・ピスキス・アウストリニで、これはαピスキス・アウストリニの別表記であり、アルファPsAまたはαPsAと略されます。これは、ヒッパルコス天文衛星によって測定された太陽から約25光年（7.7 pc）離れた主系列のA型星です。[ 13 ] 1943年以来、この星のスペクトルは、他の星^{を分類する}ための安定した基準点の1つとして使用されてきました。^{[ 14 ]}     

これは、過剰な赤外線放射を放出するベガ型星に分類され、^{[ 15 ] [ 16 ]}周星円盤に囲まれていることを示している。^{[ 17 ]}

フォーマルハウトは、K型主系列星TW Piscis Austrini、および赤色矮星LP 876-10とともに三重星系を構成しているが、伴星は約8度離れている。^{[ 18 ] [ 19 ]}

フォーマルハウトは、可視波長で画像化された太陽系外惑星候補を持つ最初の恒星系であり、フォーマルハウトb と命名された。しかし、2019年と2023年の既存および新規観測の分析によると、フォーマルハウトbは惑星ではなく、巨大な微惑星の衝突による破片の膨張領域であることが示唆されている。^{[ 20 ] [ 21 ] [ 16 ]}

α  Piscis Austrini、またはアルファ Piscis Austriniは、この星系のバイエルによる命名です。また、フラムスティードによる24 Piscis Austriniという命名もあります。古典天文学者のプトレマイオスは、この星を他の Piscis Austrinus の星とともにみずがめ座に含めました。17 世紀に、ヨハン バイエルはこれを Piscis Austrinus の主星として位置づけました。プトレマイオスに倣い、1725 年にジョン フラムスティードはさらに79 Aquariiと命名しました。現在の命名は、この星が Piscis Austrinus に属するというバイエルの決定に対する現代の合意を反映しています。^{[ 22 ]}多重星系の天体の命名規則に従って、3 つの構成要素 (フォーマルハウト、TW Piscis Austrini、LP 876-10) はそれぞれ A、B、C と命名されます。^{[ 23 ]}

この星の伝統的な名前は、プトレマイオスがこの星に付けた名前の翻訳である科学アラビア語のفم الحوت fam al-ḥūt (al-janūbī)「[南の]魚の口」（文字通りには「クジラの口」）に由来する。^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}アラビア語でFam は「口」、al は「その」、ḥūt は「魚」^{[ 27 ]} または「クジラ」^{[ 28 ]}を意味する。2016 年、国際天文学連合は星の固有名詞をカタログ化して標準化するために星名作業部会(WGSN) ^{[ 29 ]}を組織した。WGSN の 2016 年 7 月の最初の速報^{[ 30 ]}には、WGSN によって承認された最初の 2 バッチの名前の表が含まれており、その中にこの星の「Fomalhaut」という名前が含まれていた。

2014 年 7 月、国際天文学連合(IAU) は、特定の系外惑星に適切な名前を付けるプロセスであるNameExoWorldsを開始しました。 ^{[ 31 ]}このプロセスには、新しい名前の一般からの推薦と投票が含まれていました。^{[ 32 ]} 2015 年 12 月、IAU は Fomalhaut b の勝者として「Dagon」を発表しました。^{[ 33 ]}勝者は Todd Vaccaro によって提案され、アメリカ合衆国ミネソタ州セントクラウドのセントクラウド州立大学プラネタリウムからIAU に検討のために送られました。^{[ 34 ]} Dagon は、半人半魚の姿で表されることが多いセム族の神です。 ^{[ 35 ]}

赤緯が-29.6°のフォーマルハウトは天の赤道の南に位置しているため、南半球から見るのが最適です。しかし、その南への赤緯はアクルックス、アルファ・ケンタウリ、カノープスなどの星ほど大きくないため、それらとは異なり、フォーマルハウトは北半球の大部分からも見ることができ、秋に最もよく見えます。その赤緯はシリウスよりも大きく、アンタレスと似ています。北緯40°では、フォーマルハウトは地平線上に8時間昇り、地平線からわずか20°しか上がりませんが、ほぼ同じ時間に昇るカペラは地平線上に20時間留まります。フォーマルハウトは、ペガスス四辺形の西側（右側）がそれを指していることから、北緯にあることがわかります。ベータ・ペガシからアルファ・ペガシへの線を南の地平線に向かって続けると、フォーマルハウトはアルファ・ペガシの南約45°に位置し、その間に明るい星はない。^{[ 37 ]}

フォーマルハウトは若い星で、長年、年齢はわずか1億年から3億年と考えられており、寿命は10億年と推定されている。^{[ 38 ] [ 39 ]} 2012年の研究では、年齢がわずかに高いとされている。4億4000万± 4000 万年。^{[ 7 ]}この星の表面温度は約8,590 K (8,320 °C )です。フォーマルハウトの質量は太陽の約1.92倍、光度は約16.6倍、直径は約1.84倍です。^{[ 7 ]}  

フォーマルハウトは太陽に比べて金属量がやや不足しており、これは水素とヘリウム以外の元素の割合が少ないことを意味します。 ^{[ 8 ]}金属量は通常、光球中の鉄の存在量を水素の存在量と比較して測定することによって決定されます。1997年の分光研究では、太陽の鉄の存在量の93%に相当する値が測定されました。^{[ 9 ] [ nb 1 ]} 1997年の2回目の研究では、フォーマルハウトが隣接する恒星TW Piscis Austriniと同じ金属量を持つと仮定して、78%という値が導き出されました。TW Piscis Austriniはその後、物理的な伴星であると主張されています。^{[ 7 ] [ 40 ]} 2004年には、フォーマルハウトの恒星進化モデルから79%の金属量が得られました。^{[ 8 ]}最後に、2008年の分光測定では、46%というかなり低い値が得られました。^{[ 10 ]}

フォーマルハウトは、カストル運動群に属する約16個の星のうちの1つであるとされている。これは、宇宙空間を共通の運動で移動し、物理的に関連しているとされている星の集まりである。このグループの他のメンバーには、カストルとベガが含まれる。この運動群の推定年齢は2億± 1 億年前のもので、同じ場所から発生したと考えられている。^{[ 38 ]}最近の研究では、カストル移動群のメンバーとされる天体は、年齢の幅が広いだけでなく、速度も大きく異なるため、遠い過去に互いに関連していた可能性は低いことが分かっている。^{[ 18 ]}したがって、この力学グループへの「所属」は、フォーマルハウト系の年齢とは関係がない。^{[ 18 ]}

残骸円盤と惑星候補

フォーマルハウトは複数のデブリ円盤に囲まれている。

内側の円盤は、恒星から 0.1 AU の位置に集まった高炭素の小粒 (10～300  nm) の灰の円盤です。その隣には、恒星から 0.4～1 AU の内縁を持つ、より大きな粒子の円盤があります。最も内側の円盤については、まだ説明されていません。^{[ 17 ]}

最も外側の円盤は半径方向の距離が133 AU (1.99 × 10 ¹⁰ km; 1.24 × 10 ¹⁰ mi)で、非常に鋭い内縁を持つトーラス状で、すべてエッジオンから 24 度傾いています。^{[ 42 ] [ 43 ]}塵は幅約 25 AU の帯状に分布しています。円盤の幾何学的中心はフォーマルハウトから約15 AU (2.2 × 10 ⁹ km; 1.4 × 10 ⁹ mi)ずれています。 ^{[ 44 ]}この円盤は「フォーマルハウトのカイパーベルト」と呼ばれることもあります。フォーマルハウトの塵の円盤は原始惑星系であると考えられており、^{[ 45 ]}かなりの赤外線放射を放出しています。フォーマルハウトの回転の測定によると、円盤は恒星と惑星の形成理論から予想されるように、恒星の赤道面に位置していることが示されています。^{[ 46 ]}      

2012年に解析されたハーシェル宇宙望遠鏡によるフォーマルハウトの画像は、外側のダストベルトに大量のふわふわしたマイクロメートルサイズの塵が存在することを示している。このような塵は、短い時間スケールで恒星の放射圧によって系から吹き飛ばされると予想されるため、その存在は微惑星の衝突による絶え間ない補充を示している。粒子のふわふわした形態は、彗星起源を示唆している。衝突率は、1日あたり約2000キロメートルサイズの彗星と推定されている。^{[ 47 ]}アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計によるこの外側のダストリングの観測は、この系に2つの惑星が存在する可能性も示唆している。^{[ 48 ]} 4～10 AUにさらに惑星が存在する場合、それらは20 M _J未満でなければならない。2.5 AUより外側であれば、20 M _Jである。^{[ 49 ]}  

2008年11月13日、天文学者たちは、外側のデブリリングのすぐ内側を周回する太陽系外惑星候補を発表しました。これは、ハッブル宇宙望遠鏡によって可視光で直接撮影された最初の太陽系外軌道天体候補でした。^{[ 50 ] [ 51 ]}暫定的な惑星フォーマルハウトbの質量は、木星の質量の3倍未満、少なくとも海王星の質量と推定されました。しかし、 MMT天文台で撮影されたMバンド画像は、恒星から40AU以内にガス惑星が存在する可能性を強く制限し、^{[ 52 ]}スピッツァー宇宙望遠鏡の画像は、フォーマルハウトbは塵の雲である可能性が高いことを示唆しました。^{[ 53 ]} 2019年に行われた、この天体の新規および既存の直接観測の統合により、この天体は膨張し、明るさを失い、外環を横切る際に外環を検知できるほどの質量を持たず、おそらくフォーマルハウトA系から離れる運命にある双曲線軌道上の巨大な微惑星衝突による散逸したデブリ雲であることが確認された。 ^{[ 20 ]} 2022年にジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡による中間赤外線でのさらなる観測では、この天体を分解することはできなかった 。25.5  μm MIRI広帯域フィルターの波長範囲は、同じチームによって以前の結果と一致すると報告されている。^{[ 16 ]}

同じ2022年のJWSTの画像データは、外側の円盤に「グレートダストクラウド」と呼ばれる別の明らかな特徴を発見した。^{[ 16 ]}しかし、他の既存のデータを含めた別のチームの分析では、外側のリングの一部ではなく、偶然の背景天体であるという解釈が好まれた。^{[ 54 ]} 2023年の別の研究では、フォーマルハウトの周囲に10個の点源が検出された。これらのうち1つを除いてすべて「グレートダストクラウド」を含む背景天体であるが、最後の1つの性質は不明である。背景天体であるか、フォーマルハウトの惑星伴星である可能性がある。^{[ 55 ]}

2025年12月、フォーマルハウト系で別の大きな衝突が発生したと報告され、フォーマルハウトbの衝突に似ていると指摘された。^{[ 56 ]}

フォーマルハウトは、フォーマルハウトから0.28パーセク（0.91光年）離れたK4型星TW Piscis Austrini（TW PsA）と連星を形成しており、その空間速度はフォーマルハウトの空間速度と一致する。0.1 ± 0.5  km/sであり、結合した仲間であることと一致する。TW PsA の最近の年齢推定値 (400 ± 7000 万年）はフォーマルハウトの等時年代と非常によく一致している（4億5000万± 4000 万年）であり、2つの星が物理的な連星を形成していることをさらに裏付けている。^{[ 7 ]}

TW Piscis Austrini という名称は、変光星を表す天文学的な命名法です。フォーマルハウト B は、BY Draconis 型変光星として知られるタイプのフレア星です。見かけの等級はわずかに変化し、10.3 日の周期で 6.44 等級から 6.49 等級まで変化します。太陽よりは小さいものの、フレア星としては比較的大きい方です。ほとんどのフレア星は赤色のM 型矮星です。

2019年、フォーマルハウトBの天体位置測定、視線速度測定、および画像を分析した研究チームは、質量が質量は木星の1.2 +0.7 −0.6倍で、公転周期は不明瞭で、おおよそ25年を中心とする推定値となっている。^{[ 58 ]}

LP 876-10 はフォーマルハウト系とも関連付けられており、三連星である。2013 年 10 月、エリック・ママジェクとRECONSコンソーシアムの共同研究者らは、以前から高固有運動星として知られていたLP 876-10 が、フォーマルハウト系の別のメンバーであることと一致する距離、速度、色等級の位置を持っていることを発表した。^{[ 18 ]} LP 876-10 は、もともとウィレム・ルイテンが 1979 年のNLTTカタログで高固有運動星としてカタログ化していたが、正確な三角視差と視線速度が測定されたのはごく最近のことである。LP 876-10はスペクトル型 M4V の赤色矮星で、TW PsA よりもフォーマルハウト A からさらに遠く、フォーマルハウト A から約 5.7° 離れた隣の星座であるみずがめ座に位置しています。一方、フォーマルハウト A と TW PsA はどちらもみなみのうお座に位置しています。フォーマルハウト A からの現在の距離は約0.77 パーセク (2.5 光年)で、TW PsA (フォーマルハウト B) からは現在0.987 パーセク (3.22 光年)離れています。LP 876-10 はフォーマルハウト系の潮汐半径1.9 パーセク (6.2 光年)内に十分に収まっています。^{[ 18 ]} LP 876-10 自体はワシントン二重星カタログ(「WSI 138」と呼ばれる)で連星としてカタログ化されているが、Mamajek らの研究の画像、スペクトル、または位置天文データには、近接する恒星伴星の兆候はなかった。^{[ 18 ]} 2013 年 12 月、Kennedy らはハーシェル宇宙望遠鏡の赤外線画像を使用して、フォーマルハウト C に関連する低温の塵の残骸円盤の発見を報告した。複数の残骸円盤を持つ多重星系は極めてまれである。^{[ 59 ]}

フォーマルハウトは時代によって様々な名前で呼ばれており、アラブ人、ペルシャ人、中国人など、北半球の多くの文化で認識されてきた。紀元前2500年には夏至を象徴していた。また、エレウシスのデメテル崇拝の目印でもあった。^{[ 60 ]} 

• それはペルシャ人の4つの「王家の星」の1つと考えられている。^{[ 24 ]}
• ラテン語名はōs piscis merīdiāni、ōs piscis merīdionālis、ōs piscis notii「南の魚の口」である。^{[ 24 ]}
• 初期のアラブ人の間では、ディフディ・アル・アワル（الضفدع الأول al-ḍifdiʿ al-awwal）「最初のカエル」（2番目のカエルはBeta Ceti ）という通称があった。^{[ 24 ]}
• 中国語名北落師門/北落师门（北京語：Běiluòshīmén）は、軍事キャンプの北門を意味します。この星が自らをマークし、キャンプマンションの軍事キャンプ北門のアステリズムに単独で立っているためです（中国の星座を参照）。^{[ 61 ]}北落师门（Běiluòshīmén）、RH Allen によって西洋化されてPi Lo Sze Munになった。^{[ 24 ]}
• 南オーストラリアのモポル族アボリジニの人々にとって、それはブーンジルと呼ばれる男性の存在である。^{[ 62 ]}ノーザンテリトリーのワルダマン族はそれをフォーマルハウト・メンゲン（白いオウム）と呼んだ。^{[ 63 ]}

インディアナ州アンダーソン近郊のマウンズ州立公園にあるフォーマルハウト土塁 Bは、インディアナ州天然資源局によると、秋の数ヶ月間にフォーマルハウト星が昇る方向と一致する。1980年、天文学者のジャック・ロビンソンは、フォーマルハウトの昇る方位角が、アメリカ合衆国ワイオミング州のビッグホーン・メディスン・ホイールとカナダ・サスカチュワン州のムース・マウンテン・メディスン・ホイールの両方にあるケルンの配置によって示されていると提唱した。^{[ 64 ]}

ニュー・サイエンティスト誌はそれを「サウロンの大目」と呼び、その形状と残骸の輪をピーター・ジャクソン監督のロード・オブ・ザ・リング映画に登場する前述の「目」に例えた。 ^{[ 65 ]}

USSフォーマルハウト（AK-22）は、アメリカ海軍の揚陸貨物船であった。^{[ 66 ]}

• 系外小惑星
• 2M1207
• GJ 758
• HR 8799
• 太陽系外惑星の直接撮像
• 系外惑星のリスト
• 25～30光年以内の恒星系一覧

• 「フォーマルハウト」。SolStation 。2001年2月8日のオリジナルからアーカイブ済み。 2005年11月23日取得。
• AstrobitesによるBoleyら（2012年）の論文「フォーマルハウト環系のALMA観測」の要約
• 「サウロンの目」の残骸リング
• 研究者らは、近くにある明るい二重星フォーマルハウトが実は三重星であることを発見した（天文学誌 ：2013年10月8日号）