膨張した若い系外惑星が見つかる

おうし座V1298系

若い恒星「おうし座V1298」に新たに3つの惑星が見つかりました。これらは平均密度の低い膨張した巨大ガス惑星と見られます。

NASAのジェット推進研究所に所属するTrevor J. David氏らの研究グループがarXivに投稿した論文は、生まれて間もない恒星「おうし座V1298」に3つの系外惑星を発見したことを伝えています。既に知られていた惑星1つと併せて、この系に知られている惑星は4つになりました。

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小惑星帯から海王星に相当する軌道を往復する巨大惑星

視線速度法の観測で潰れた楕円軌道を約70年かけて公転する惑星「HR 5183 b」が発見されました。この星はこれまでに視線速度法で見つかった中で最も長い公転周期を持ちます。

HR 5183 bと太陽系の木星型惑星・天王星型惑星の軌道の比較。

カリフォルニア工科大学に所属する Sarah Blunt 氏らがarXivに投稿した研究(arXiv:1909.09925)は、恒星「HR 5183」に視線速度法(RV法)で惑星「HR 5183 b」を発見したことを伝えています。

RV法は惑星の公転に伴って主恒星の視線速度(奥行き方向の速度)が変わることをドップラー効果を通じて調べる方法です。惑星が真円軌道をもつケースでは視線速度は単純な波形(サイン曲線)に沿って変動しますが、楕円軌道の場合は歪んだ形になります。

関連記事:系外惑星の観測方法#視線速度法

太陽に似た比較的明るい恒星HR 5183は、1997年からRV法で観測されてきました。10年以上に渡ってHR 5183にはほとんど変化が見られませんでしたが、2015年頃から視線速度が増加を始め、2018年に元の値より約90m/s高いピークに達した後、減少に転じました。

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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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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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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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「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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WASP-4bの周期はやはり変化していた

ホットジュピター「WASP-4b」のトランジットの発生間隔が変化していることが確かめられました。ホットジュピターでこのような変化が見つかるのは稀です。

「WASP-4b」は2008年に発見されたホットジュピター(高温の木星型惑星)です。この惑星は木星の1.25倍の質量と1.36倍の半径を持ち、主恒星の手前を横切ることで光を遮る「トランジット」を1.338日周期で起こしています。

関連記事:系外惑星の観測方法#トランジット法

WASP-4bは2018年に系外惑星観測衛星「TESS」によって再観測されました。その時のトランジットの発生時刻は、それまでの研究から予想される時刻より約80秒早いものでした。これはWASP-4bにトランジット時刻変動(TTV)が起きている可能性を示しています。

TESSによるWASP-4bの観測の詳細:81秒早く現れたホットジュピター

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地球は普通の岩石惑星なのか?

恒星の元素組成に基づいてその周りに存在しうる岩石惑星(地球型惑星)の組成を調べた研究で、地球は岩石惑星としてごくありふれた組成を持つことが分かりました。

岩石惑星の成層構造と主な化学組成

岩石惑星(地球型惑星)を形作る岩石の種類は、惑星の元素組成に影響されます。元素組成は惑星系毎に異なるため、太陽系外には地球では見られない岩石からなる岩石惑星があるかもしれません。

カリフォルニア州立大学フレズノ校に所属する Keith D. Putirka 氏と John C. Rarick 氏がarXivに投稿したプレプリント(arXiv:1907.05506)は、太陽系近傍の恒星の元素組成をまとめた「Hypatia」カタログに基づき、太陽系外にどのような組成の岩石惑星が存在しうるのかを調べたものです。研究では特に岩石惑星の体積の大部分を占めるマントルに着目しています。

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最遠の多重惑星系が見つかる

太陽系から2万3000光年離れた位置に、マイクロレンズ法の観測で2つの巨大ガス惑星を含む惑星系が見つかりました。

5つのマイクロレンズサーベイ

韓国の忠北大学に所属する Cheongho Han 氏らの研究グループがarXivに投稿した研究(arXiv:1907.01741)は、赤色矮星(低質量の恒星)と2つの巨大ガス惑星からなる惑星系「OGLE-2018-BLG-1011L」をマイクロレンズ法で発見したことを伝えています。

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深海の脅威が海洋惑星を凍結させる

深い海を持った海洋惑星では、海底に「高圧氷」の層が形成されることで気候が著しく寒冷化する可能性があることが分かりました。

海洋惑星の定義の一例

地球の海洋は、太陽系内では他の惑星には見られない特徴です。しかし地球質量全体に占める割合は0.02%、地球内部の水を含めても約0.1%に過ぎません。一方で、太陽系外惑星ではより多くの水を持つ「海洋惑星」も存在すると考えられています。

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生後間もない惑星の質量を赤外線で測定

すばる望遠鏡の赤外線分光器を使った研究で、生まれたばかりの若い惑星「おうし座V1298b」の質量の上限が求められました。

「おうし座V1298」はおうし座にある生まれて間もない恒星です。誕生から2300万年しか経ていないこの星の周りには、ケプラー宇宙望遠鏡の延長ミッション(K2ミッション)のデータから2019年に惑星「おうし座V1298b」が見つかりました。

※比較として太陽の年齢は46億年です。

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赤い三連星に惑星が見つかる

TESSの観測で赤色矮星の3連星の中に地球型惑星が見つかりました。太陽系近傍にあるこの惑星系は、惑星大気の観測ターゲットとして有望です。

LTT 1445 A系と太陽系の比較

ハーバード・スミソニアン天体物理学センターに所属する Jennifer G. Winters 氏らがarXivに投稿した研究(arXiv:1906.10147)は、太陽系近傍の連星系「LTT 1445」に系外惑星を発見したことを伝えています。

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重力の弱い海洋惑星の居住可能性

重力が弱く大気が活発に流出する惑星でも、生物が生息可能な環境を一定期間保てることが分かりました。

深い海に覆われた惑星を「海洋惑星」といいます。これらの惑星には、地球のような水が質量に占める割合が0.1%に過ぎない星とは異なり、質量の1~数パーセント以上の水(氷を含む)が含まれています。

ハーバード大学に所属する Constantin W. Arnsheidt氏らの研究チームが6月25日にarXivに投稿した研究は、質量の小さい海洋惑星の居住可能性(=生物が生息できるかどうか)について調べたものです。

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低温の赤色矮星LP 791-18に惑星見つかる

系外惑星観測衛星TESSが赤色矮星「LP 791-18」の周りに2つの惑星を見つけました。LP 791-18はこれまで惑星が知られている赤色矮星の中でも3番目に温度が低い天体です。

LP 791-18の惑星の日射量とサイズ。

「LP 791-18」は太陽系から86光年の距離にある赤色矮星(質量の小さい低温の恒星)です。半径は太陽の6分の1しかなく、赤色矮星の中でも小さい部類に入ります。

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