プレアデス星団

プレアデス星団（/ ˈ p l iː . ə d iː z , ˈ p l eɪ - , ˈ p l aɪ -/ PLEE -ə-deez, PLAY -, PLY -）^{[ 10 ] [ 11 ]}は、七姉妹やメシエ45（M45）としても知られ、おうし座の北西にある若いB型星を含む散開星団の星群です。地球から約444光年の距離にあり、地球に最も近い星団の1つであり、地球に最も近いメシエ天体であり、夜空で肉眼で最もよく見える星団です。1,000個以上の星が含まれており、最も明るい6つか7つは肉眼で容易に見ることができます。

プレアデス星団には、反射星雲NGC 1432、HII領域^{[ 12 ]}、およびメロペ星雲として知られるNGC 1435が含まれています。紀元前2330年頃、プレアデス星団は春分点を示していました。星の明るさのため、プレアデス星団は、光害が深刻な場所であっても、地球上のほとんどの場所から見ることができます。^{[ 13 ]}

この星団は、過去 1 億年以内に形成された高温の青色に輝く星々が中心となっている。最も明るい星々の周囲にある反射星雲は、かつては星々の形成時の残骸と考えられていたが、現在では、星々が通過している星間物質中の無関係な塵雲である可能性が高いと考えられている。 ^{[ 14 ]}この塵雲は、星団内の星々に対して約18 km/s (11 mi/s)の速度で移動していると推定されている。^{[ 15 ]}  

コンピュータシミュレーションによると、プレアデス星団はかつてオリオン星雲に似ていたコンパクトな配置から形成された可能性が高いことが示されている。^{[ 16 ]}天文学者たちは、この星団は約2億5000万年間存続し、その後、銀河系近傍との重力相互作用により星団が消滅すると推定している。^{[ 17 ]}

プレアデス星団は、ヒアデス星団とともに黄道の黄金の門を形成している。プレアデス星団は「小さな北斗七星に似ている」と言われており、「こぐま座」と混同してはならない。^{[ 18 ]}

プレアデスという名前は、古代ギリシア語のΠλειάδεςに由来します。地中海の航海シーズンを区切る上でこの星団が重要であったことから、おそらくplein ( πλεῖν '航海する' ) に由来すると思われます。「航海シーズンはプレアデス星団のヘリアカル・ライジングとともに始まった」^{[ 19 ]} 。古典ギリシア神話では、この名前はプレアデスと呼ばれる 7 人の女神姉妹に使われていました。やがて、この名前は神話上の母であるプレオネに由来すると言われ、実質的には「プレオネの娘たち」という意味になります。^{[ 20 ]}実際には、航海に関連した星団の古代名が文化の中で最初に登場し、姉妹の神々との関係に名前が付けられ、最終的に後の神話に登場して、グループ名を解釈するために母であるプレオネが登場しました。^{[ 21 ]}

M45群は、2つの注目すべき要素の組み合わせにより、古代において多くの暦の確立に重要な役割を果たしました。1つ目は、現在でも有効な要素で、黄道付近の天球上で独特で容易に識別できる外観です。2つ目は、古代人にとって不可欠だった要素で、紀元前3千年紀半ばに、この星群が春分点を示していたことです。^{[ 22 ]} （ステラリウムによると、黄道緯度約+3.5°の紀元前2330年）

この星群の重要性は、北ヨーロッパでも明らかである。プレアデス星団は、ドイツで発見された紀元前1600年頃のものとされるネブラの星図にも描かれている。この星図では、プレアデス星団は太陽と月の間の高い位置に描かれている。

この星群は、いくつかの古代暦の始まりを示すものでもある。

• 古代インドでは、紀元前1200～1000年頃に編纂されたアタルヴァヴェーダ（अथर्ववेद ）において、これは最初のナクシャトラ（サンスクリット語で月の星座）を構成しており、クリッティカー（कृत्तिका ）と呼ばれています。これは文字通り「切り取り線」^{[ 23 ]}、つまり「年の始まりを示すもの」^{[ 24 ]}を意味するため、示唆に富む名前です。これは、古典的なリストでこのナクシャトラが3番目に下げられ、それ以降、星のペアβアリエティスとγアリエティスが1番目に与えられるようになる前のことです。特にヒッパルコスでは、当時、この星のペアが春分点を示していました。
• メソポタミアでは、紀元前627年以前にニネベのアッシュールバニパルの図書館で発見された、メソポタミアで知られている最初の天文学論文であるMUL.APINの概説書には、「月の道」に立つ神々（星の保持者）のリストが示されており、そのリストはmul.MUL.から始まります。^{[ 25 ]}
• ギリシャでは、プレイアデス（Πλειάδες）は、おそらく神話的な意味を持つ前に機能的な名前を持つ集団であり、アンドレ・ルブッフルが指摘するように、インド・ヨーロッパ祖語の語根* pe/ol-/pl-による説明を好んでおり、これは「多重性、群衆、集会」という概念を表している。^{[ 26 ]}
• 同様に、古代アラブ人は、古いパラペグマ型の暦であるアンワー暦を、アル・スラヤー（‏ الثريّا ‎ ）という名前でM45から始めます。 ^{[ 27 ]}また、彼らの古典的な暦であるマナージル・アル・カマル、つまり「月のステーション」も、星のペアβアリエティスとγアリエティスから始まり、その名前はアル・シャラターン（‏ الشرطان‎ ）で、文字通り「（春分点に入る）2つの印」です。^{[ 28 ]} M45はもはや春分点ではありませんが、この星群は機能的にも象徴的にも依然として重要です。インド人やアラブ人の間で月の配置に基づく暦が変わったことに加えて、古代イエメンの暦の事例を考えてみよう。この暦では、月は天文学的な基準に従って指定されており、それがプレアデス暦と呼ばれるようになった。ハムス月（文字通り「5」）は、太陽とアル・スラヤー（プレアデス星団）が互いに5回分、つまり月が1日と1晩で平均して移動する経路の5倍だけずれる月である（アブド・アル・ラフマン・アル・スーフィーの用語を使用） 。^{[ 29 ]}

プレアデス星団は北半球の冬に目立つ星座で、南半球の中緯度から容易に見ることができます。古代から世界中の文化で知られており、^{[ 31 ]}ケルト人（ウェールズ語: Tŵr Tewdws、アイルランド語: Streoillín）、植民地化以前のフィリピン人（Mapúlon、Mulo-pulo、Muró-púroなどと呼んでいた）は、それが年の始まりを示していました。^{[ 32 ] [ 33 ]}ハワイ人（ Makaliʻiと呼んでいた）、^{[ 34 ]}マオリ族（ Matarikiと呼んでいた）オーストラリア先住民（いくつかの伝承から）ペルシア人（ Parvīn پروینまたはParvī پرویと呼んでいた）などが含まれます。 ^{[ 35 ]}アラブ人（彼らはそれをアル・スラヤーと呼ぶ） ^[ 36 ^] ;中国人（彼らはそれをマオと呼ぶ）;ケチュア人（彼らはそれをクッルカまたは倉庫と呼ぶ^） ;日本人（彼らはそれをスバルと呼ぶ）;マヤ人;アステカ人;スー族;カイオワ族; ^{[ 37 ] [ 38 ]}そしてチェロキー族。

ヒンドゥー教では、プレアデス星団はKṛttikā ( कृत्तिका ) として知られており、聖典では戦いの神Kartikeya ( कार्त्तिकेय ) と関連付けられており、またSaptamatrika(s) ( सप्तमातृका )、七人の母とも同一視または関連付けられています。ヒンドゥー教徒は、カルティク月の最初の日 (新月) を豊穣と灯明の祭りであるディワリとして祝います。プレアデス星団は聖書にも 3 回言及されており、星座のヘブライ語名Kimah ; כִּימָהが使用されています。^{[ 39 ] [ 40 ]}

プレアデス星団の最も古い既知の描写は、紀元前1600年頃の北ドイツの青銅器時代の遺物であるネブラの天球円盤である可能性が高い。 ^{[ 41 ]}バビロニアの星表では、プレアデス星団は^MUL MUL（𒀯𒀯 ）と名付けられており、「星」（文字通り「星星」）を意味し、黄道上の星のリストの先頭に位置している。これは、紀元前23世紀頃の春分点付近にあったことを反映している。古代エジプト人は、パピルス カイロ 86637 の幸運と不運の日のカレンダーの予言テキストで「フォロワー」と「エンネアド」という名前を使用していた可能性がある。^{[ 42 ]}ギリシャの天文学者の中には、これらを独立した星座と考えていた者もおり、ヘシオドスの『仕事と日』^{[ 43 ]}、ホメロスの『イリアス』と『オデュッセイア』^{[ 44 ]}、そして『ゲオポニカ』^{[ 45 ]}にも言及されている。プレアデス星団はイスラム以前のアラブ人の間で最もよく知られた「星」であり、そのため単に「星」（アン・ナジム; النجم）と呼ばれることが多かった。^{[ 46 ]}イスラム教の学者の中には、プレアデス星団はクルアーンのスーラ アン・ナジム（「星」）で言及されている「星」であると示唆する者もいる。^{[ 47 ]}

紀元前1千年紀初頭の多数の円筒印章では、M45は7つの点で表されている一方、新アッシリア王宮の浅浮彫には、長い開いたローブと短い羽飾りのついた大きな円筒形の頭飾りを身に着け、3列の角と羽の冠をかぶり、斧とナイフ、弓と矢筒の両方を持っている七柱の神々が描かれている。^{[ 48 ]}

学者スティス・トンプソンが指摘するように、この星座は「ほぼ常に」7人の姉妹のグループとして想像されており、その神話はなぜ6人しかいないのかを説明している。^{[ 49 ]}一部の科学者は、これらは紀元前10万年頃の観測に由来する可能性があると示唆している。当時、プレイオネはアトラスから遠く、そのため肉眼で別の星としてよりはっきりと見えた。^{[ 50 ]}

スバル

日本では、この星団は8世紀の古事記に六星星（むつらぼし）という名前で記されている。^{[ 51 ]}現在、この星団は日本では「すばる」という自動詞（「集まる」という意味）に由来してすばると呼ばれている。^{[ 52 ]}

ハワイ島のマウナケア天文台にある国立天文台の8.2メートル（320インチ）の主力望遠鏡であるすばる望遠鏡は、この星団にちなんで名付けられました。1998年の運用開始から2005年まで、世界最大のモノリシック主鏡を備えていました。 ^{[ 53 ]} 

また、5つの会社が合併してできたという会社の起源を反映するため、スバル自動車のブランド名としても選ばれ、同社の6つの星のロゴにも描かれている。 ^{[ 54 ]}

ガリレオ・ガリレイは、望遠鏡でプレアデス星団を観測した最初の天文学者でした。^{[ 57 ]}彼は、この星団には肉眼では見えないほど暗い星が多数含まれていることを発見しました。彼は、36個の星を描いたプレアデス星団のスケッチを含む観測結果を、1610年3月に著書『星界の報告』で発表しました。

プレアデス星団は、偶然の並びではなく、物理的に関連のある星の集まりであることが長い間知られていました。ジョン・ミッチェルは1767年に、これほど多くの明るい星が偶然に並ぶ確率は50万分の1しかないと計算し、プレアデス星団や他の多くの星団は物理的に関連のある星で構成されているに違いないと推測しました。^{[ 58 ]}星の固有運動の研究が初めて行われたとき、それらはすべて同じ方向に同じ速度で空を横切って移動していることが判明し、それらが関連していることがさらに証明されました。

シャルル・メシエは星団の位置を測定し、 1771年に出版した彗星のような天体のカタログに「M45」として記載した。オリオン星雲やプレセペ星団とともに、メシエがプレアデス星団を含めたことは奇妙だと指摘されている。メシエの天体のほとんどははるかに暗く、彗星と混同されやすかったが、プレアデス星団ではそのようなことはほとんどあり得ないと思われる。一つの可能​​性として、メシエは単に科学上のライバルであるラカイユ（1755年のカタログには42個の天体が含まれていた）よりも大きなカタログを作りたかったため、明るくよく知られた天体をいくつか追加してリストの数を増やしたということが考えられる。^{[ 59 ]}

エドメ＝セバスチャン・ジョーラは、1779年の観測に基づいて1782年にプレアデス星団の64個の星の地図を描き、1786年にそれを発表した。^{[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]}

夜空におけるプレアデス星団の位置（丸で囲まれた部分）

プレアデス星団までの距離は、宇宙距離梯子を較正するための重要な第一歩として利用できます。この星団は地球から比較的近いため、距離の測定は比較的容易であり、多くの方法で推定されています。正確な距離を知ることで、天文学者はプレアデス星団のヘルツシュプルング・ラッセル図を作成することができ、距離が不明な他の星団の図と比較することで、それらの距離を推定できます。さらに、他の方法を用いることで、散開星団から銀河や銀河団へと距離尺度を拡張し、宇宙距離梯子を構築することができます。最終的に、宇宙の年齢や将来の進化に関する天文学者の理解は、プレアデス星団までの距離に関する知識に大きく左右されます。しかし、一部の著者は、後述するプレアデス星団までの距離に関する論争は的外れだと主張している。なぜなら、宇宙距離梯子は（現在）ヒッパルコス衛星や独立した手段によって確立された距離に関して合意が存在する他の近隣の星団群（例えば、ヒアデス星団、かみのけ座星団など）に依拠することができるからである。^{[ 3 ]}

距離の測定は多くの論争を引き起こしてきた。ヒッパルコス衛星の打ち上げ以前の結果では、プレアデス星団は地球から約 135パーセク(pc) 離れていると一般的に判明していた。ヒッパルコスからのデータは、最も直接的で正確な結果をもたらすはずの手法である星団の星の視差を測定することによって、わずか 118 pc という驚くべき結果をもたらした。その後の研究では、ヒッパルコスによるプレアデス星団の距離測定は誤りであると一貫して主張された。^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]}特に、ハッブル宇宙望遠鏡と赤外線色等級図のフィッティング (いわゆる「分光視差」)によって星団までの距離が導き出されたが、135 ～ 140 pc の間の距離を支持している。^{[ 3 ] [ 63 ]}アトラス(プレアデス星団の明るい三重星)内の内側のペアの光学干渉計観測による力学的距離は、 133 ～ 137 pc の距離を支持している。 ^{[ 65 ]}しかし、2007 ～ 2009 年の改訂版ヒッパルコス視差カタログの著者は、プレアデス星団までの距離は約 120 pc であると改めて主張し、反対の証拠に異議を唱えた。^{[ 2 ]} 2012 年に、フランシスとアンダーソン^{[ 66 ]}は、星団内の星に対するヒッパルコス視差誤差への系統的影響が、加重平均を使用した計算に偏りをもたらすと提案した。彼らは、AB Doradus、Tucana-Horologium、Beta Pictoris の運動星群の星に基づいて、ヒッパルコス視差距離を 126 pc、測光距離を 132 pc としました。これらの星群はすべて、プレアデス星団と年齢と構成が似ています。これらの著者らは、これらの結果の差はランダム誤差に起因する可能性があると指摘しています。超長基線干渉法(VLBI) (2014 年 8 月) を使用したより最近の結果、およびGaiaデータリリース 1 (2016 年 9 月) と Gaia データリリース 2 (2018 年 8 月) を使用した予備的な解では、距離が決定されています。136.2 ± 1.2  pc、^{[ 67 ]}134 ± 6  pc ^{[ 68 ]}およびそれぞれ136.2 ± 5.0  pc、^{[ 69 ]}である。ガイアデータリリース 1チームは結果について慎重であり、VLBIの著者らは「ヒッパルコスで測定されたプレアデス星団までの距離は誤りである」と主張している。

ガイアデータリリース3に基づくプレアデス星団までの距離の最新の推定値は135.74 ± 0.10  pc . ^{[ 70 ]}

星団の中心半径は約 8光年、潮汐半径は約 43 光年です。この星団には、統計的に確認された 1,000 個以上の星が含まれており、すべての連星が分離できた場合に追加される星の数は含まれていません。^{[ 72 ]}その光は、若い高温の青い星によって支配されており、観測条件や観測者の視力によっては、そのうち最大 14 個が肉眼で見える可能性があります。最も明るい星は、おおぐま座とこぐま座にやや似た形を形成しています。この星団に含まれる総質量は約 800太陽質量と推定され、暗くて赤い星が大部分を占めています。^{[ 72 ]}プレアデス星団における連星の頻度の推定値は約 57% です。^{[ 73 ]}

この星団には、テイデ1のような褐色矮星が多数含まれています。これらは太陽の質量の約8%未満の天体であり、中心部で水素の核融合が始まって真の恒星になるには不十分です。これらの天体は星団全体の最大25%を占める可能性がありますが、総質量の2%未満しか占めていません。^{[ 74 ]}プレアデス星団や他の若い星団の褐色矮星は比較的明るく観測しやすいため、天文学者はこれらの天体を見つけて分析するために多大な努力を払ってきました。一方、古い星団の褐色矮星は暗くなっており、研究がはるかに困難です。

星団の中で最も明るい星は、ギリシャ神話の七姉妹、アステロペ、メロペ、エレクトラ、マイア、タイゲタ、ケラエノ、アルキュオネ、そしてその両親であるプレイオネとアトラスにちなんで名付けられています。^{[ 20 ]}アトラスの娘であるヒアデス星団は、プレアデス星団の姉妹でした。古代ギリシャ人は星々に個別に名前を付けることはなく、望遠鏡が発明されてから、はっきりと区別できるようになって初めて名前を付けました。^{[ 20 ]}現在の名前が最初に記録されたのは、ジョヴァンニ・バッティスタ・リッチョーリが1665年に著した『Astronomia Reformata 』 ^{[ a ]}で、7つの主要な星に名前を付けたのはヴィセンテ・ムート、アトラスとプレイオネに名前を付けたのはミヒャエル・ファン・ラングレンであると記されています。これらの名前は19世紀まで広く使われることはなく、その後定着し、現在では国際天文学連合によって公式に認められています。^{[ 20 ] [ 75 ]}

以下の表は、星団の中で最も明るい星の詳細を示しています。

星団の年齢は、その星団のヘルツシュプルング・ラッセル図を恒星進化の理論モデルと比較することで推定できる。この手法を用いて、プレアデス星団の年齢は7500万年から1億5000万年と推定されている。推定年齢のばらつきが大きいのは、恒星進化モデルの不確実性によるものであり、その不確実性には、恒星内部の対流層が非対流層に侵入し、見かけ上の年齢が高くなる対流オーバーシュートなどの要因が含まれる。

星団の年齢を推定するもう 1 つの方法は、最も質量の小さい天体を調べることです。通常の主系列星では、リチウムは核融合反応で急速に破壊されます。しかし、褐色矮星はリチウムを保持することができます。リチウムの点火温度は 250 万 K と非常に低いため、最も質量の大きい褐色矮星は最終的にリチウムを燃焼します。したがって、星団内でリチウムを保持している褐色矮星の最大質量を決定することで、星団の年齢の目安が得られる可能性があります。この手法をプレアデス星団に適用すると、年齢は約 1 億 1500 万年となります。^{[ 77 ] [ 78 ]}

この星団は、現在オリオン座となっている星座の足の方向へゆっくりと移動しています。ほとんどの散開星団と同様に、プレアデス星団も永遠に重力に束縛されたままではありません。一部の構成星は他の星との接近遭遇後に放出され、他の星は潮汐重力場によって剥ぎ取られます。計算によると、巨大分子雲や銀河の渦状腕との重力相互作用によって星団の消滅が早まるため、星団が散逸するまでには約2億5000万年かかるとされています。^{[ 79 ]}

大型のアマチュア望遠鏡を使えば、特に長時間露光撮影をすれば、星々の周囲の星雲状の構造を容易に見ることができる。理想的な観測条件下では、小型望遠鏡や一般的な双眼鏡でも、星団の周囲の星雲状の構造がかすかに確認できる場合がある。これは、高温の若い星々の青い光を塵が反射することによって生じる反射星雲である。

以前は、この塵は星団の形成時に残ったものだと考えられていたが、星団の年齢が一般的に約1億年とされていることを考えると、元々存在していた塵のほとんどすべてが放射圧によって散逸しているはずである。その代わりに、星団は単に星間物質の特に塵の多い領域を通過しているだけのように思われる。^{[ 14 ]}

研究によると、星雲の原因となっている塵は均一に分布しているのではなく、星団への視線に沿って主に2つの層に集中している。これらの層は、塵が星に向かって移動する際に放射圧による減速によって形成された可能性がある。 ^{[ 80 ]}

スピッツァー宇宙望遠鏡とジェミニ北望遠鏡で取得した深赤外線画像を分析した結果、星団内の恒星の1つであるHD 23514（質量と光度は太陽よりわずかに大きい）が、異常な数の高温の塵粒子に囲まれていることが天文学者によって発見された。これはHD 23514の周囲で惑星が形成されている証拠となる可能性がある。^{[ 81 ]}

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