NASA、最も奇妙な異星の世界を詰め込んだカタログを発表

May 24 2024

新たに発見された 126 個の太陽系外惑星には、極端な環境のものや生命が存在する可能性のあるものも含まれています。

TOI-1798 のイラスト。2 つの惑星を持つ恒星系で、そのうちの 1 つは恒星に非常に近いスーパーアースであるため、この異星の世界の 1 年は地球の半日と同等です。

私たちは珍しい恒星系に住んでいるのでしょうか? 天文学者たちは太陽系が他の恒星やその周りを回る惑星と比べて独特なのかどうかを解明しようとしてきましたが、長年の宇宙の謎を解く大きな一歩を踏み出しました。

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ハワイのマウナケアにあるWMケック天文台と協力し、NASAのトランジット系外惑星サーベイ衛星（TESS）を使用して新たに公開されたカタログには、さまざまな種類の恒星を周回するさまざまな惑星が掲載されています。「この情報により、私たちの太陽系が他の惑星系の壮大なタペストリーのどこに当てはまるかという疑問に答え始めることができます」と、カリフォルニア大学リバーサイド校の天体物理学者でTESS-ケックサーベイの主任研究員であるスティーブン・ケイン氏は声明で述べています。

TOI-1824 b と指定された海王星下部の芸術的構想。

カタログに載っている変わり者の1つは、異常に高密度で、非常に質量が大きいのに驚くほど小さい海王星のすぐ近くにある惑星だ。TOI-1824 bと名付けられたこの太陽系外惑星は、質量が地球の約19倍であるが、大きさは地球の2.6倍に過ぎず、つまり、ぎゅっと圧縮された本体の中にかなりの質量を抱えていることになる。「大きさが似た惑星の質量は通常、地球のおよそ6～12倍です」と、カリフォルニア大学サンタクルーズ校の大学院生でこの研究の共著者であるジョセフ・マーフィー氏は説明する。マーフィー氏が言うところのこの「太陽系外惑星の変わり者」は、異常に薄い水素主体の大気に囲まれた地球のような核を持っているか、水蒸気の大気の下に水を豊富に含む核を持っている可能性がある。

もう 1 つの極端な例は、主星に非常に近いため、12 時間以内に 1 周するスーパーアースです。TOI-1798 c はオレンジ色の矮星を、約 8 日周期で公転する海王星下の別の惑星 TOI-1798 b とともに周回しています。

「現在知られている惑星の大半は、水星が太陽を回るよりも速く恒星を周回しているが、USP（超短周期）はこれを極限まで押し進めたものだ」と、論文の筆頭著者でカンザス大学物理学・天文学部の大学院生アレックス・ポランスキー氏は声明で述べた。「TOI-1798 cは恒星を非常に速く周回するため、この惑星での1年は地球での半日にも満たない」

スーパーアースは、その過酷な環境と恒星の放射線への強い曝露により、当初形成されていた大気を失ってしまった可能性が高い。

天文学者チームはまた、太陽のような恒星を周回する2つの新しい惑星を発見した。そのうちの1つは、質量と半径が海王星と土星の中間にある土星下の惑星だ。TOI-1386 bとして知られるこの惑星は、恒星を周回するのにわずか26日しかかからないが、土星に近い質量を持つ隣の惑星は、同じ恒星を周回するのに227日かかる。

「土星より下の惑星が本当に珍しいのか、それとも私たちがこのような惑星を見つけるのが下手なだけなのかについては議論が続いている」と、カリフォルニア大学リバーサイド校の大学院生で、関連調査論文の筆頭著者であるミシェル・ヒル氏は声明で述べた。「そのため、この惑星、TOI-1386 bは、この惑星群に重要な追加となる」

惑星自体はデータでは見えませんが、主星に目に見える影響を与えています。軌道を回る間、惑星は主星を引っ張り、星を揺らします。天文学者は、望遠鏡に近づくと可視光がわずかに青くなり、望遠鏡から遠ざかると光がわずかに赤くなるため、星が揺らぐのを見ることができます。これはドップラー効果として知られており、観測者に対して移動する発生源からの音、光、その他の波の周波数が変化する現象です。

視線速度 (RV) 測定を使用すると、天文学者は恒星を周回する太陽系外惑星を検出できるだけでなく、質量などの惑星の特性についてさらに詳しく知ることができます。天空の調査が継続されるにつれて、周囲の異星世界の奇妙な特徴を示す今回のカタログのようなカタログがさらに増えると予想されます。

「TESSミッションだけでも、まだ何千もの未確認の惑星が発見されている。そのため、天文学者が現在観測されている世界の多様性を理解しようと努力するにつれ、今回のような新しい惑星の大量発見はより一般的になるだろう」と、カンザス大学の物理学・天文学准教授で論文の共著者でもあるイアン・クロスフィールド氏は声明で述べた。