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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「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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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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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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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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赤色矮星LHS 1140の紫外線環境

ハビタブル惑星候補を持つ太陽系近傍の赤色矮星「LHS 1140」の紫外線環境を、人工衛星「スイフト」を用いて調べた研究が公表されました。

太陽系から49光年の距離にある「LHS 1140」は、質量・半径がそれぞれ太陽の0.18倍・0.21倍の赤色矮星(低温の小さい恒星)です。2017年にこの星の周りに見つかった惑星「LHS 1140 b」(以下「惑星b」)は地球の1.7倍の半径を持ち、LHS 1140のハビタブルゾーン(惑星表面に液体の水が存在可能な領域)に収まる軌道を24.7日周期で公転しています。

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ティーガーデン星の惑星に生命は存在可能か?

ティーガーデン星の2つの地球型惑星をモデルを用いて調べた研究で、幅の広い条件で、惑星の少なくとも一部の地域に液体の水が存在可能とみられることが示されました。

太陽系から12.5光年の距離にある「ティーガーデン星」には、ごく最近2つの地球型惑星(内側の「惑星b」と外側の「惑星c」)が見つかりました。地球並みの質量を持ち地球に似た日射受けているこれらの惑星は、表面に液体の水が存在するかもしれません。

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惑星半径の「谷間」を機械学習で探る

機械学習を用いて惑星の半径・公転周期の関わり調べた研究で、系外惑星のサイズ分布に知られる「谷間」が改めて探られました。

「ケプラー」宇宙望遠鏡が見つけた数千個の系外惑星の中には、地球の約4倍以下のサイズを持つ惑星が多く含まれています。これらの惑星には、地球半径の1.5~2.0倍で存在頻度が少なくなる「谷間」があり、ここを境に半径の大きいグループ(サブネプチューン)と小さいグループ(スーパーアース)に分かれています。

この二峰分布は惑星の組成を反映していると見られ、小さい側は地球のような固体の惑星、大きい側は固体コアを水素・ヘリウムが取り巻いた惑星と考えられています。

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データに埋もれていた17個の惑星・地球より小さい惑星も

「ケプラー」延長ミッションのデータを新しい手法で再分析したところ、地球より小さい惑星を含む17個の系外惑星が新たに確認されました。

発見された惑星の公転周期とサイズ。

NASAの「ケプラー」宇宙望遠鏡は、系外惑星が恒星の手前を横切る現象(トランジット)を記録することで惑星を探しました。ケプラーの主要ミッションは2013年に終了し、2014年から2018年にかけて「K2」と呼ばれる延長ミッションが行われました。

独マックスプランク太陽系研究所に所属する René Heller 氏らが5月22日にarXivに投稿した研究(arXiv:1905.09038)は、K2のデータから「TLS」と呼ばれる新しい手法で惑星を探したものです。

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横倒しで自転する惑星では成層圏が湿潤になる?

自転傾斜角の大きい惑星

地球の赤道面は軌道面から23.4度傾いていますが、他の惑星はより傾いた自転傾斜角を持つかもしれません。そのような惑星では成層圏には水蒸気が多く含まれ、宇宙空間へ水が逃げ出しやすいとみられることが新しい研究で分かりました。

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プレートテクトニクスは生命進化の必須条件とは言えない

惑星が生命の進化に適した気候を持つ条件の1つとして、しばしば「プレートテクトニクスの存在」が挙げられます。今回プレートテクトニクスを持たない惑星の研究で、この種の惑星でも安定した気候を維持でき、「全球凍結」からの回復も可能なことが示されました。

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※不動蓋 (stagnant-lid) テクトニクスとは?

天体を表面の固体の動きを扱う理論を「テクトニクス」といいます。「不動蓋」(stagnant-lid) とは、天体の表面全体が一枚の殻で覆われているような状態で、これを扱うのが「不動蓋テクトニクス」です。

天体表面の岩石の動きは、地球を前提とした「プレートテクトニクス」を中心に行われてきました。しかしこの理論が扱うプレート運動は、限られた条件で現れる特殊な様態であり、岩石天体全体を見れば不動蓋が支配的な地位を占めていると考えられています。

この項目ではそのような不動蓋テクトニクスの概要について記述しています。

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TESSが超短周期のスーパーアースを発見

恒星「HD 213885」に2つの惑星が発見されました。このうち内側の惑星「HD 213885 b」は、わずか1日で主恒星の周りを公転する高温のスーパーアースです。

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TESSが3つの惑星を発見・地球より小さい惑星も

ルイテン98-59系の惑星と太陽系の地球型惑星

NASAの系外惑星観測衛星「TESS」が赤色矮星「ルイテン98-59」(略称 L 98-59)に3つの地球サイズの惑星を発見しました。最も小さい惑星は半径が地球の7割しかないと見られます。

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