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太陽系外惑星K2-18 b

Posted by moonrainbow on 20.2023 太陽系外惑星   0 comments   0 trackback
120光年先の系外惑星で生命の存在示す可能性のある分子を発見

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太陽系外惑星K2-18 bと惑星系の主星と他の惑星を描いた想像図(NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI))

太陽系外惑星の大気中に、生命の兆候である可能性のある分子が含まれていることを、科学者チームがジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使った観測で発見した

ームはわずか2回の観測中に、しし座の方向に太陽系から約120光年の距離にある巨大な「サブネプチューン」惑星「K2-18 b」の大気中に「硫化ジメチル(DMS)」が含まれることを示す証拠を見つけた。

地球において、DMSは主に植物プランクトンに由来する副生成物だ。だが、今回の観測結果をまとめた論文の執筆者らによると、DMSの検出は予備的な結果であり「さらなる検証が必要だ」という。論文は、The Astrophysical Journal Lettersに掲載される予定


■生命の探査

論文の筆頭執筆者で、英ケンブリッジ大学の天文学者のニック・マドゥスダンは「ウェッブ望遠鏡による次回の観測では、実際にDMSがK2-18 bの大気中に有意な濃度で存在するかどうかを確かめることができるはずだ」と話す。

研究チームは、K2-18 bの大気を通過した、K2-18 bの主星からの光を分析した。ウェッブ望遠鏡の比類のない赤外線観測能力に加えて、驚異的な感度の良さが要となった。

この研究の最終的な目標は、生命存在可能な系外惑星で生命を発見することだ


■心躍る系外惑星

K2-18 bがメディアに大きく取り上げられるのは、これが初めてではない。低温の赤色矮星(わいせい)「K2-18」を公転する、地球の8.6倍の質量を持つこの系外惑星は、米航空宇宙局(NASA)のケプラー宇宙望遠鏡によって2015年に発見された。K2-18 bが心躍る理由は次のような点にある。

多様な環境に生命の可能性
・主星K2-18のハビタブルゾーン(生命居住可能領域)内に位置している。つまり、岩石惑星の表面に水が液体で存在できる程度に、惑星の公転軌道が主星から近い位置にある


・2019年にハッブル宇宙望遠鏡が、大気中に水蒸気が含まれる証拠を発見した

・メタンや二酸化炭素などの炭素を含む分子の存在も、今回の最新研究で明らかになった

・メタンや二酸化炭素が豊富で、アンモニアに乏しいのは、水素を多く含む大気の下に海があるかもしれないことを示唆している。いわゆる「ハイセアン(Hycean)」系外惑星だ

ウェッブ宇宙望遠鏡の近赤外線撮像分光器NIRISSと近赤外線分光器NIRSpecで得られた系外惑星K2-18 bのスペクトル(NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI), Joseph Olmsted (STScI))


■多様な環境

質量が大きいため、表面重力が地球よりはるかに強い。さらには、主星K2-18が極めて活動的な恒星であることがわかっている。そのためK2-18 bの表面は、高エネルギーの放射線が頻繁に降り注ぎ、生命にとって厳しい環境になっている可能性が高い。またK2-18 bの内部には、海王星と同様に高圧の氷でできた厚いマントルがあり、海は非常に高温のため、生命の生存に適さない環境になっている可能性が高い。

マドゥスダンは「今回の研究結果は、地球外生命探査で多様な生命居住可能環境を考慮する重要性を浮き彫りにしている」と指摘する。「従来、系外惑星の生命探査は、より小型の岩石惑星に主に重点を置いてきたが、より大型のハイセアン天体の方が、はるかに大気観測の助けになる」


■今後の展望

太陽系には類似の惑星はないものの、サブネプチューンは天の川銀河(銀河系)で最も一般的な種類の惑星のようだ。

研究チームの1人、ケンブリッジ大のサバス・コンスタンティヌによると、ウェッブ望遠鏡に搭載の中赤外線観測機器MIRIを用いたK2-18 bの追加観測が計画されている。「これは、今回の研究がウェッブによってハビタブルゾーン系外惑星で何を観測できるかに関する実証の初期段階にすぎないことを意味している」と、コンスタンティヌは話した


2023年9月15日
Forbesより
 

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