星雲NGC 3603：最大級の大質量星工場

大質量星のゆりかご

りゅうこつ座（南天のおおいぬ座の下）に位置し、約2万光年離れた星雲NGC 3603は、広大なH II領域です。 この星雲には、私たちの銀河で最も密度の高い星団の一つであるNGC 3603 YCが存在し、数百個のO型およびB型の大質量星が含まれており、その質量はしばしば20 M_☉を超えます。

O型とB型の星は、主系列星の中で最も質量が大きく、高温です。 O型星の表面温度は30,000 Kから50,000 K、B型星は10,000 Kから30,000 Kです。 これらの星の寿命は非常に短く、100万年から1,000万年程度で超新星として爆発します。

N.B.:
H II領域は、主に電離水素からなるガスの雲です。非常に若く高温の星からの紫外線が周囲の水素原子から電子を奪うことで形成されます。これらの領域は星の「ゆりかご」であり、光学および紫外線観測で明るく見えます。H II領域のガスの密度と温度は、星形成と星雲の構造に強く影響します。

星形成のための銀河実験室

天文学者はNGC 3603をスターバースト銀河の中心部のミニチュアモデルと考えています。 ガスの密度、温度、星形成率は似ていますが、直径約50光年の体積に閉じ込められています。 赤外線およびX線観測により、強力なエネルギーフィードバックが存在することが明らかになっています：超音速の恒星風、衝撃波、高温ガスの泡です。 これらの現象は、ガスを散逸させることで将来の星形成を制限しつつ、一部の領域を圧縮して新たな重力崩壊を促進します。

組成と物理的条件

NGC 3603の星を取り囲むガスは、主に水素（約90%）とヘリウム（約10%）で構成され、過去の大質量星世代によって作られた重元素がわずかに含まれています。 このガスから放出される光の研究により、ガスが非常に電離されていることがわかります。つまり、若い星からの強烈な放射により原子が電子を失っているのです。 ガスの密度は非常に高く（1 cm³あたり1,000から10,000個の粒子）、温度は約10,000 Kで、非常に高温で明るいです。

銀河外領域の鏡

NGC 3603は私たちに比較的近いため、天文学者はその星やガスを詳細に観測することができます。 これにより、遠方の銀河では個々の星が小さすぎて区別できない現象を研究することが可能になります。 NGC 3603は、乱流、放射、重力が星の誕生にどのように影響するかを測定することで、他の銀河における大規模な星形成領域の仕組みを理解するためのモデルとして機能します。

N.B.:
NGC 3603 YC星団には、寿命が非常に短い（約300万年）ウォルフ・ライエ星がいくつか含まれています。これらの天体は星間物質に莫大なエネルギーを注入し、銀河ガスの重金属の豊富化に貢献します。