公転周期の長いサブネプチューンの質量が測定される

ケプラー宇宙望遠鏡が発見した惑星「ケプラー538b」の質量が測定されました。この星は81.7日という比較的長い公転周期を持ち、周期50日以上の質量が測定された系外惑星として最小の天体となりました。

視線速度法は系外惑星の質量を調べるための代表的な手段ですが、これまでそのターゲットは質量が大きいか公転周期が短い惑星が中心でした。

カリフォルニア大学に所属する Andrew W. Mayo 氏らの国際研究グループがarXivに投稿したプレプリント(arXiv:1908.08585)は、ケプラー宇宙望遠鏡が2016年に発見した惑星「ケプラー538b」の質量を視線速度法で測定したものです。

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散開星団に見られる奇妙な星 過去に地球型惑星を飲み込んだか

散開星団M67に属する恒星「M67 Y2235」は、周囲の星と比べて異常に水素・ヘリウム以外の元素(=金属)が多いことが知られています。その原因として、この星は過去に地球型惑星を飲み込んだという研究が公表されました。

散開星団とは、同じ場所で同じ時代に生まれた恒星の集団です。星団を構成する星は同じ星間物質に起源を持つため、その元素組成は互いに似通ったものになります。

かに座にある散開星団「M67」には、1000個以上のメンバーが知られており、この種の星団としてはかなり古い40億年前後の年齢があります。ここに含まれる恒星「M67 Y2235」は、2019年の研究で、星団の他のメンバーと比べて異常に高い金属量(=水素・ヘリウム以外の元素の割合)を示すことが明らかになりました。具体的には他の同様の星と比べて34%ほど金属量が高く、単なる個体差の範囲を超えています。

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打ち上げへ向けて準備が進むCHEOPS その実力とは?

「CHEOPS」は今年後半に打ち上げが予定されているヨーロッパの系外惑星観測衛星です。今回この衛星に搭載される観測システムの性能を調べた研究が公開されました。

欧州宇宙機関とスイスが開発を主導し、2019年10~11月に打ち上げが予定されているの「CHEOPS」(ケオプス、CHaracterising ExOPlanet Satellite)は、系外惑星が恒星の手前を横切る「トランジット」を観測する人工衛星です。

これまでトランジット法用に打ち上げられた宇宙機「COROT」「ケプラー」「TESS」は、多くの恒星を同時に観測して新しい系外惑星を見つけることを主眼としていました。一方でCHEOPSは既知の惑星をターゲットに、特定の時刻に特定の天体を指向して観測することで、比較的小型・安価な衛星でありながら、トランジットに伴う光度変化を高い精度で測定することができます。

CHEOPSが性能を発揮するためには、打ち上げに先立って地上(実験室)で実機の特性を検証・較正することが前提です。スイスのジュネーブ大学に所属する A. Deline 氏ら研究チームが8月5日arXivに投稿した研究(arXiv:1908.01636)は、そのような検証の結果を伝えています。

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太陽系近傍の赤色矮星にハビタブル惑星候補が見つかる

太陽系近傍にある恒星「GJ 1061」の周りに3つの地球型惑星候補が見つかりました。そのうち少なくとも1つでは、惑星表面に液体の水が存在できるかもしれません。

独ゲオルク・アウグスト大学に所属する S. Dreizler氏らヨーロッパとチリの研究者からなるグループがarXivに投稿した研究(arXiv:1908.04717)は、太陽系近傍の恒星「GJ 1061」(別名ルイテン372-58)に3つの惑星候補を見つけたことを伝えています。

GJ 1061は太陽から12光年の距離にある赤色矮星(低温の小さい恒星)で、質量は太陽の12%・半径は16%しかありません。この星の質量やサイズは、太陽系最至近の恒星として知られるプロキシマ・ケンタウリに似ています。

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乾いた惑星を硫黄を通じて見分ける方法

大気中の硫黄化合物の観測を通じて、惑星表面に海が存在するかどうかを検証できるとされています。

惑星が海を持つための基礎的な要件は、惑星が地球の数分の1~数倍の質量を持つ岩石惑星で、なおかつ恒星から適度な放射エネルギーを受け取る軌道範囲(ハビタブルゾーン)にあることです。惑星質量や軌道は現時点の観測技術で容易に手が届く一方、これらはあくまで基礎的な条件に過ぎません。

ハーバード大に所属する Kaitlyn Loftus 氏らアメリカの研究チームがarXivに投稿した研究(arXiv:1908.02769)は、惑星大気中の硫黄化合物を検出することで海を持たない惑星を見分ける方法について述べています。

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HD 139139の謎の変光に太陽系外衛星が関連か

変光星HD 139139に見られる不規則な減光を説明するシナリオとして、惑星ではなく衛星が恒星の手前を横切っているという説が提唱されました。

HD 139139の減光の説明

「HD 139139」(別名EPIC 249706694)は、2019年に「ケプラー」宇宙望遠鏡の延長ミッションのデータから見つかった奇妙な変光星です。この星では、手前を横切る系外惑星が恒星の光を遮る「トランジット」に似た一時的な減光が多数記録されました。しかしそこには通常のトランジットに見られるはずの周期性がありませんでした。

関連記事:系外惑星の観測方法#トランジット法

関連記事:謎の変光星 HD 139139

発見者のRappaport氏らは変光の原因としていくつかの説を考えたものの、いずれも減光パターンと周期性の欠如を同時に満たせないどの問題を抱えていました。

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特徴的な主星の周りに見つかった4つのホットジュピター

トランジット法で系外惑星を探している「WASP」プロジェクトが新たに4つのホットジュピター(高温の木星型惑星)を報告しました。

英キール大に所属する Coel Hellier 氏らの研究グループがarXivに投稿した研究(arXiv:1907.11667)は、小型の地上望遠鏡でトランジット法を通じて系外惑星を観測している「WASP」プロジェクトの成果を伝えています。報告された4つの惑星「WASP-178b」「WASP-184b」「WASP-185b」「WASP-192b」は、それぞれが別々の恒星の周りを公転しているホットジュピターです。

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3波長で観測された塵の二重構造とその成因

ハッブル宇宙望遠鏡と地上の望遠鏡を用いた観測で、恒星「HD 191089」の周りにある塵の円盤構造と、その外側に広がる希薄な構造(ハロ)が撮影されました。

恒星の周りにはしばしば「デブリ円盤」が見つかります。この円盤構造は、ガス成分を含まず塵で構成されている点で「原始惑星系円盤」と異なります。デブリ円盤は天体衝突で塵がばら撒かれることで作られると考えられています。

ジョンズ・ホプキンズ大学に所属する任彬(Ren, Bin)氏らアメリカ・フランス・カナダの研究グループがarXivに投稿した研究(arXiv:1908.00006)は、恒星「HD 191089」のデブリ円盤を、ハッブル宇宙望遠鏡とチリにあるジェミニ南望遠鏡を用いて調べたものです。

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374個の惑星候補が新たにケプラー延長ミッションのデータから見つかる

ケプラーの延長ミッションに当たるK2ミッションのデータを再分析した研究で、818個の惑星候補が検出されました。うち374個はこれまで知られていなかったものです。

「ケプラー」宇宙望遠鏡は、系外惑星が恒星の手前を横切る際に恒星の光を遮る現象(トランジット)を通じて惑星を観測するために打ち上げられました。2009年から2013年に行われた主要ミッションと、2014年から2018年に延長ミッションとして行われた「K2ミッション」のデータからは現在も新たな発見が続いています。

関連記事:系外惑星の観測方法#トランジット法

NASAのゴダード宇宙飛行センターに所属する Ethan Kruse 氏らアメリカの研究チームがarXivに投稿した研究(arXiv:1907.10806)は、2013年にCarter氏とAgol氏が開発した「QATS」と呼ばれるアルゴリズムを用いて、K2ミッションのデータを再分析したものです。Agol氏は今回の研究にも共著者として名を連ねています。

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「月の光」で光合成を行う生物は存在可能か

ハビタブル惑星や、木星型惑星の周りにあるハビタブル衛星で、衛星または惑星の反射光を利用して光合成を行う生物が存在する条件が調べられました。

衛星の光で光合成を行う植物の想像図。

ハーバード大に所属する Manasvi Lingam 氏と Abraham Loeb 氏がarXivに投稿した研究(arXiv:1907.12576)は、惑星-衛星系で、衛星または惑星の反射光を利用して行われる光合成について調べたものです。

研究では、(1) ハビタブルな(=生物が生息可能な)地球型惑星の周りに衛星があり、衛星の反射光で惑星上の生物が光合成を行う状況 (2) 木星型惑星の周りにハビタブルな地球型衛星があり、惑星の反射光で衛星上の生物が光合成を行う状況 の2つが想定されました。

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