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太陽系外惑星「LHS 3844b」

Posted by moonrainbow on 26.2019 太陽系外惑星   0 comments   0 trackback
48光年先の「スーパーアース」は昼夜の温度差が1000度もあった

太陽系外惑星「LHS 3844b」の想像図
太陽系外惑星「LHS 3844b」の想像図

アメリカのハーバード・スミソニアン天体物理学センターは2019年8月19日、太陽系外惑星「LHS 3844b」の表面の様子に迫ったLaura Kreidberg氏らの研究成果を発表しました。研究内容は論文にまとめられ、同日付でNatureオンライン版に掲載されています

■熱い昼の地表からの赤外線放射をスピッツァーが捉えた

LHS 3844bは地球からおよそ48.6光年先にあるM型の恒星「LHS 3844」を、わずか11時間(日ではありません)という短時間で1周しています。京都大学の系外惑星データベースによれば、軌道の半径は0.0062天文単位(およそ92万7000km、地球と月の平均間隔の2.4倍ほど)とされています。

主星にあまりに近いことから、LHS 3844bは自転と公転の周期が一致する「潮汐固定(潮汐ロック)」の状態にあり、片側がいつも昼、もう片側がいつも夜の世界になっていると考えられています。サイズは地球の1.3倍とみられており、「スーパーアース」に分類されています。

LHS 3844bを発見したのはNASAの系外惑星探査衛星「TESS」で、2018年のことでした。その後、同じくNASAの宇宙望遠鏡「スピッツァー」に搭載されている赤外線観測装置「IRAC」によって、LHS 3844bから発せられた赤外線を観測することに成功したのです。

スピッツァーの観測によって、表面の温度は昼側がおよそ1040ケルビン(摂氏770度ほど)、夜側はほぼ0ケルビン(摂氏マイナス273度ほど)だとみられており、昼夜の温度差は摂氏にして1000度に達します。観測された赤外線データをはじめ、厚い大気が存在しないらしいことや、主星が活動の激しいM型星であることなどから、LHS 3844bには大気が存在していないのではないかと考えられています


■暗い地表は「月の海」のような景色か

また、今回の研究ではLHS 3844bの反射率を計測することで、地表の組成が調べられました。NASAのジェット推進研究所(JPL)でスピッツァーの運用に携わっている共著者のRenyu Hu氏は、LHS 3844bの地表はとても暗いことから、火山活動に由来する玄武岩に覆われているのではないかとしています。

玄武岩は、月の「海」を満たしている岩石でもあります。研究チームは、LHS 3844bでも火山活動によって玄武岩が噴出し、月の海のような光景が広がっていると予想しています。LHS 3844bは分類こそスーパー「アース」ですが、実際には玄武岩の海に覆われた巨大な暗い月のような天体なのかもしれません


Image Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

2019/8/20
Soraeより

系外惑星「WASP-178b」「WASP-184b」「WASP-185b」「WASP-192b」

Posted by moonrainbow on 24.2019 太陽系外惑星   0 comments   0 trackback
昼間は2000度を超える「ウルトラホットジュピター」を確認。観測史上で第何位の熱さ?

ホットジュピターの想像図
ホットジュピターの想像図

イギリスのキール大学は2019年8月14日、主星の至近距離を公転する木星に似た太陽系外惑星、いわゆる「ホットジュピター」を新たに4つ確認したCoel Hellier氏らの研究成果を発表しました。研究内容をまとめた論文は7月26日付でarXivに登録されています

■WASP-178bは2000度を超える「ウルトラホットジュピター」

確認された系外惑星は「WASP-178b」「WASP-184b」「WASP-185b」「WASP-192b」の4つ。いずれも系外惑星の検出を目的とした「WASP」プロジェクトのために南アフリカ天文台に設置されたWASP-South望遠鏡によって発見されました。

4つの系外惑星のサイズは、木星の1.2~1.8倍ほど。どれも10日以内の周期で公転するほど主星に近いため、表面の温度はすべて1000K(ケルビン)を超えています。このうちWASP-178bの温度はおよそ2470K(摂氏2200度ほど)と、今回確認された4つの系外惑星のなかでは一番高温で、研究チームはホットジュピターのなかでも温度が高い「ウルトラホットジュピター(ultra-hot Jupiter)」に分類しています


■一番熱いウルトラホットジュピターは何度?

最近の研究では、昼側の温度が2200K(摂氏1930度ほど)を超える木星のような系外惑星がウルトラホットジュピターに分類されており、今回の論文では過去に確認されたウルトラホットジュピターの一覧も掲載されています。

それによると、今回の研究対象であるWASP-178bの2470Kという温度は、2012年に報告された「WASP-78b」に並ぶ9位タイ。1位は2017年に報告された「KELT-9b」で、温度はなんと4050K(摂氏3780度ほど)に達しています。

先日2つの系外惑星が見つかったM型の恒星「Teegarden’s star(ティーガーデン星)」の表面温度が2600~3000K弱とされていますから、KELT-9bの表面温度は小さな恒星をも上回る高温ということになります。

系外惑星というと生命体の存在が期待されるハビタブルゾーンに位置するものが注目されがちですが、このように極端な環境にあるウルトラホットジュピターのような系外惑星の研究も、惑星の形成や進化を考える上では欠かせない存在の一つです


Image Credit: ESO/L. Calçada

2019/8/16
Soraeより

太陽系外惑星「WASP-121b」

Posted by moonrainbow on 12.2019 太陽系外惑星   0 comments   0 trackback
重力で歪むホットジュピター「WASP-121b」は金属さえ蒸発する大気を持つ

系外惑星WASP-121bの想像図
フットボールのようにゆがむ系外惑星WASP-121bの想像図

NASAは2019年8月1日、太陽系外惑星「WASP-121b」の大気から金属が蒸発しているとするDavid Sing氏らの研究結果を発表しました。研究成果は論文にまとめられ、同日付でThe Astronomical Journalに掲載されています

■主星に近すぎてフットボール型になっている系外惑星

WASP-121bはとも座の方向およそ900光年先にあるF型の恒星「WASP-121」を巡る系外惑星で、主星からの距離およそ380万km(地球から月までの平均距離の10倍程度)という至近距離を公転しています

主星にあまりにも近いことから、強大な重力がもたらす潮汐力によってWASP-121bは引き裂かれる寸前といえる状態で、その姿はフットボールのような形状になっていると考えられています

■高温の大気からは金属までもが蒸発している

主星のエネルギーを目の前で浴びるWASP-121bの大気は高温になっているため、系外惑星のなかでも「ホットジュピター(熱い木星)」という種類に分類されています。その温度は大気上層部で華氏4600度(摂氏およそ2500度)に達すると見られており、水素やヘリウムのような軽い元素はまるで「川のように」(Sing氏)WASP-121bから続々と流出してしまっています

今回Sing氏らは「ハッブル」宇宙望遠鏡に搭載されている「宇宙望遠鏡撮像分光器(STIS)」の観測データを使い、WASP-121bから失われつつある物質を調べました。その結果、一般的なホットジュピターでは雲のなかに凝縮している鉄やマグネシウムといった金属までもが、WASP-121bでは軽い元素とともに惑星から離れた宇宙空間まで流出していることが確認されたのです

重力に引き裂かれるか、熱で蒸発してしまうか。いずれにしても、WASP-121bは主星が輝きを失う前に消えゆく運命にあるようです

Image Credit: NASA, ESA, and J. Olmsted (STScI)

2019/8/5
Soraeより

3連星系「LTT 1445Ab」

Posted by moonrainbow on 11.2019 太陽系外惑星   0 comments   0 trackback
太陽を3つ持つ太陽外惑星が発見。その空には不吉な赤い目が浮かぶ

3連星系において岩石惑星

NASA Found An Alien Planet With 3 Suns!



地球を照らす太陽は孤高の存在ですが、広大な宇宙の中には群れるのが好きな恒星もあります。そんなとある3連星系において岩石惑星が発見されたそうです

 「LTT 1445Ab」と命名されたその惑星は、地球から22.5光年離れた場所にある3連星「LTT 1445」を構成する3つの赤色矮星の主星を周っています

 「その惑星に降り立ったとしたら、空に3つの太陽が見えるでしょう。そのうち2つはかなり遠くにあるので小さくしか見えないでしょうけれどね」とハーバード・スミソニアン天体物理学センターのジェニファー・ウィンターズ氏は話す

 それは空に輝く不吉な赤い目のように見えるだろうとのことです

地球の1.35倍の大きさに8.4倍の質量

 LTT 1445Abを捉えたのは、NASAの宇宙望遠鏡TESS(トランジット系外惑星探査衛星)です。惑星が恒星の前を通過すると、それが光を遮ることから恒星がわずかに陰る。この宇宙望遠鏡はそれを検出し、惑星の存在を教えてくれるのです

 また陰りにくわえて、惑星の重力に引かれることで生じる恒星の微妙な揺れを観測すれば(別の望遠鏡による)、惑星の大きさや質量を推定することができます

3連星系において岩石惑星13連星系において岩石惑星2
ESO/L. Calcada/M. Kornmesser

大気の観測に好条件

 だが、研究者を喜ばしているのは、そこに大気があることです。恒星の目の前を通過する惑星の大気は、メタンや二酸化炭素といったガスの観測機器のテストにうってつけなのです

 大気のある惑星は、恒星の光を陰らせるだけでなく、大気の化学的組成に応じて光のスペクトルを変化させます。この変化を解析すれば、大気を構成する化学物質を推定できます

 LTT 1445Abは地球からの距離が22.5光年と近く、トランジット(恒星の前を通過すること)の回数も多い。さらにそれが公転する赤色矮星は暗すぎず明るすぎず、ちょうどいい塩梅に輝いているなど、好条件がそろっています

 とはいっても、既存の観測機器ではなかなか上手くいかないかもしれません。だからこそ、ハッブル宇宙望遠鏡の後継機であり、2021年の打ち上げが予定されるジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が大いに期待されているのです

3連星系において岩石惑星3
ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 wikimedia commons

 今、天文学者はそのチャンスを首を長くして待っている。研究論文は『The Astronomical Journal』に提出済みで、現時点では『arXiv』で閲覧可能です

2019年08月03日
カラパイアより

太陽系外惑星「TOI 270 b、c、d」

Posted by moonrainbow on 06.2019 太陽系外惑星   0 comments   0 trackback
大陽系外惑星「TOI 270 b、c、d」を発見。地球外生命体の存在は?

恒星「TOI 270」に見つかった3つの系外惑星と地球の比較
恒星「TOI 270」に見つかった3つの系外惑星と地球の比較

NASAは2019年7月30日、観測開始から先日1周年を迎えた系外惑星探査衛星「TESS」によって、新たに3つの系外惑星が見つかったことを発表しました。発見に関する研究結果はマサチューセッツ工科大学のMaximilian Günther氏らによってまとめられ、Nature Astronomyにて公開されています

■新たに発見された3個の系外惑星「TOI 270」

系外惑星が見つかったのは、がか座の方向およそ73光年先にある恒星「TOI 270」です。TOI 270は太陽よりも小さなM型の恒星で、直径と質量はどちらも太陽の4割程度、表面温度は太陽の3分の1くらいの赤く輝く星です

今回発見された系外惑星を順にチェックしてみましょう。最も内側の「TOI 270 b」は地球よりも25パーセント大きな岩石質の惑星で、公転周期は3.4日。既知の系外惑星から得られた統計により、質量は地球の約1.9倍と推定されています

「TOI 270 c」のサイズは地球の2.4倍で、公転周期は5.7日。一番外側の「TOI 270 d」は地球の2.1倍で、公転周期は11.4日です。TOI 270 cとTOI 270 dは海王星の半分ほどの大きさで、いわゆる「ミニ・ネプチューン」や「サブ・ネプチューン」に分類される系外惑星です

■生命体の存在の可能性は…

新しい系外惑星が見つかるとどうしても気になるのが、生命存在の可能性です。推定される表面温度はTOI 270 bが約254度、TOI 270 cが約150度、TOI 270 dが約67度(いずれも摂氏)。内側の2つは暑そうですが、TOI 270 dなら温暖な環境が維持できるかもしれず、注目されています

ただ、ここで推定された温度は平衡温度(TOI 270から受け取るエネルギーと惑星が放射するエネルギーだけを考慮したもの)なので、二酸化炭素や水蒸気などによる温室効果が考慮されていません。そのため、実際の温度はこれよりも高くなっている可能性があります

また、3つの系外惑星はどれも自転と公転の周期が同期していて、片側の面だけがずっと昼、もう片側は永遠の夜になっていると見られています。平衡温度は比較的低いTOI 270 dも、地球型の生命にとっては厳しい環境かもしれません

3つの系外惑星を比較したアニメーション画像
3つの系外惑星を比較したアニメーション画像

研究に参加したシカゴ大学のAdina Feinstein氏は、2021年に打ち上げ予定の「ジェイムズ・ウェッブ」宇宙望遠鏡に期待を寄せています。系外惑星の大気を観測するジェイムズ・ウェッブにとってTOI 270は半年以上に渡り観測できる位置にあることから、Feinstein氏は「TOI 207 cとTOI 270 dの大気の比較研究を可能にする」と語ります

また、研究チームは、TOI 207に対する追加の観測によって別の系外惑星が見つかることも期待しています。TOI 270 dよりも外側に惑星が存在すれば、その環境は生命の存在により適している可能性があるからです。M型の恒星の周囲では強力なフレアに見舞われる可能性も危惧されますが、TOI 270には「フレアのような激しい活動が見られない」(Günther氏)とされており、安定した環境が存続できるかもしれません

続々と見つかっている系外惑星。地球型の生命にとって住みよい環境を持つ場所はなかなか見つかりませんが、発見はもう時間の問題なのかもしれません

Image Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger

2019/7/30
Soraeより
 

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