一等星アルデバランの惑星が消える?

アルデバランと太陽の比較

おうし座にある巨星「アルデバラン」には惑星が存在する可能性があるとされてきました。新たな研究で、その根拠とされてきた視線速度の変動は、惑星に由来するものではないことが示されました。


寿命の末期を迎えて膨張した恒星を巨星と言います。巨星の惑星系を研究すれば、太陽系を含めた惑星系の辿る運命についてヒントが得られます。

ドイツのハイデルベルク大学に所属するKatja Reichert 氏らがarXivに投稿した論文(リンク)は、このような巨星の一つである「アルデバラン」を研究したものです。アルデバラン(=おうし座のアルファ星)は21個の一等星の1つで、なおかつ惑星「アルデバランb」を従えているかもしれないという点で注目されてきました。

※アルデバランには恒星の伴星「アルデバランB」が存在しますが、惑星候補の「アルデバランb」とは別物です。

アルデバランの研究

アルデバランbの歴史は1993年に遡ります。この星の視線速度(奥行き方向の速度)が643日周期で波打つように変化していることを見つけたHatzes氏とCochran氏は、変動が惑星(アルデバランb)に起因するかもしれないとする研究(リンク)を発表しました。

関連記事:系外惑星の観測方法#視線速度法

この惑星候補が実在するかどうかは長い間不確実なままでしたが、2015年のHatzes氏らの研究(リンク)では実在に肯定的な結果が伝えられました。

今回研究グループは、既存のデータと新しいデータを組み合わせてアルデバランの視線速度を再分析しました。

追加されたデータは米カリフォルニア州リック天文台のクーデ補助望遠鏡 (CAT, 口径0.6m)で2000年から2011年にかけて集められた161回のデータです。既存のデータは複数の天文台で集められた合計373回分のデータからなります。

否定的な結果

アルデバランと太陽(右下)のサイズ比較。

研究チームの分析では、視線速度の変動は楕円軌道を持った607日周期の惑星によるものと解釈できました。これは従来言われていた周期(643日あるいは629日)と食い違っています。

さらに、この惑星のモデルは観測データに上手くフィットしているとは言い難く、観測データはモデルが予測する変動の曲線から最大で400m/s以上も逸脱していました。これは曲線の振幅(150m/s程度)や観測の誤差(数十m/s以下)を大幅に超えています。巨星では視線速度に比較的大きなばらつきが生じることを考慮してもなお悪すぎる結果です。

研究チームは観測データを古い方から徐々に追加し、都度それにどのような周期性が含まれているか分析するテストを行いました。通常はデータが積み重なるにつれて周期性が明確になっていくはずですが、分析ではデータを300個積み重ねたあたりから逆に周期性が弱くなりました。

これらはアルデバランが観測されてきた数十年の期間中に周期が変化したことを表しています。惑星の軌道がこれだけ短い期間に変化するとは考えられず、惑星が存在するという解釈に否定的な結果です。

複数惑星モデルとその問題

複数の惑星が複数の変動を引き起こし、その波形が重なることで見かけのパターンが変化する可能性があります。そこで研究チームは2つの惑星を採り入れたモデルを観測データに当てはめました。

このモデルは比較的良好なフィットが得られましたが、問題は惑星の配置です。このモデルで変動を再現するためには、2つの木星型惑星が互いに非常に近い軌道にあるという不安定な配置が必要になります。実際に、研究チームが重力シミュレーションで検証したところ、2つの惑星は安定した軌道を保てませんでした。


今回の分析の結果は、アルデバランの視線速度にみられる変動が惑星に由来する可能性を完全に排除するものではありません。しかし総じて、変動はアルデバラン自体の活動性にあることを示しています。

惑星が報告された当時、アルデバランのような星の本体には長周期の変動は起きないと考えられていました。しかし、近年、恒星の奥深くの対流が半周期的に変化することで長周期の変動が生じるというメカニズムが提唱されています(Saio et al. 2015)。

アルデバランのような、半周期的で惑星によるものとは解釈しづらい視線速度の変動は、他の巨星にも見つかっています。仮に惑星が存在しないとしても、アルデバランは同様の巨星を研究する上で重要な役割を果たし続けるでしょう。

Reichert氏らの研究は2019年3月21日にarXivに投稿され、25日に公開されました。コメントによると論文は『アストロノミー&アストロフィジックス』に受理され掲載予定ということです。

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参考文献

  • Reichert, K. et al., 2019, “Precise radial velocities of giant stars XII. Evidence against the proposed planet Aldebaran b”, arXiv:1903.09157v1.

「一等星アルデバランの惑星が消える?」への2件のフィードバック

  1. これじゃあ、アルデバランじゃなくてナイデバランじゃないか……

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