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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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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赤色矮星の活動性と惑星の居住可能性

赤色矮星の惑星では赤色矮星の活動性が惑星の大気に大きな影響を与え、活動性が低い場合はこれまで考えられていたより生命の存在に適していることが示されました。

惑星の表面に液体の水が保たれるには、惑星が恒星に近すぎず遠すぎない軌道を持たなければなりません。恒星の周りでこの条件を満たす領域をハビタブルゾーン(HZ)といいます。HZは恒星の性質に影響され、光度の小さい赤色矮星(低温の小さい恒星)ではその範囲は恒星に近い位置になります。

米ノースウエスタン大に所属する Howerd Chen 氏らの研究グループがarXivに投稿した研究(arXiv:1907.10048)は、赤色矮星のHZにある惑星の気候を、大気中の化学反応を詳細に取り入れたシミュレーションを用いて調べたものです。

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赤色矮星の惑星は必ずしも潮汐固定されているとは限らない

赤色矮星の周りにある居住可能惑星は、主恒星に同じ半球を向け続ける「潮汐固定」の状態にあるとされています。新しい研究では、条件によって惑星は容易に潮汐固定でない状態になりうることが示されました。

潮汐固定された真円軌道と楕円軌道の惑星に働く潮汐力

太陽系にある衛星の多くは、自転と公転周期が一致し、常に同じ半球を惑星に向けています。「潮汐固定」と呼ばれるこの状態は、惑星から衛星に働く「潮汐力」が原因です。

※天体の重力源に近い部位と遠い部位とでは、重力源までの距離が異なるため、異なる大きさの重力で重力源に引き寄せられます。この重力の差を天体を引き延ばす方向に働く見かけの力として表したのが潮汐力です。

系外惑星のうち主恒星に近い軌道を公転しているものも同様に潮汐固定の状態にあると信じられています。特に赤色矮星(=低温の小さい恒星)の周りにある居住可能惑星(=生命の生息可能な惑星)は、主星の光度の小ささを反映して主星に近い軌道にあるため、潮汐力が惑星に大きな影響を及ぼします。

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ロス128の活動周期

地球に似た惑星を持つ太陽近傍の恒星「ロス128」には、太陽の活動周期に似た5.4年の活動周期があることが分かりました。

太陽系から11.1光年の距離にある赤色矮星「ロス128」(Ross 128)は、2017年に地球に似た質量・温度の惑星が見つかったことで注目を集めています。アルゼンチン・ブエノスアイレス大学に所属する R. V. Ibañez Bustos 氏らの研究チームがarXivに投稿したプレプリント(arXiv:1907.05728)は、このロス128の活動周期について調べたものです。

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赤色矮星の惑星「LSPM J2116+0234 b」

「CARMENES」分光器を用いた研究で、赤色矮星「LSPM J2116+0234」の周りに新たに惑星が見つかりました。

「CARMENES」はスペインのカラルアルト天文台3.5m望遠鏡に設置された分光器です。この装置は赤色矮星(低温の小さい恒星)の周りにある惑星を視線速度法で観測するのに最適で、2016年から赤色矮星を対象にした大規模サーベイを行っています。

関連記事:系外惑星の観測方法#視線速度法

ドイツのゲオルク・アウグスト大学に所属するS. Lalitha氏らが『アストロノミー・アンド・アストロフィジックス』に投稿した研究(リンク)は、CARMENESサーベイのターゲットに含まれる2つの赤色矮星「グリーゼ686」と「LSPM J2116+0234」について成果を伝えています。グリーゼ686では既知の惑星を再観測し、「LSPM J2116+0234」では新たに惑星を発見しました。

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昔の太陽に酷似した星「HD 140538」

恒星「HD 140538」が3.9年周期の活動サイクルを持つことが長期の観測で明らかになりました。この星は10~20億年前の太陽によく似た星と見られます。

CaII H・K線と恒星の活動性

太陽表面の黒点は、磁場の周期的な移り変わりを反映して、約11年周期で増減を繰り返しています。同様のサイクルは太陽以外の恒星でも見つかっています。

独ハンブルク大学に所属する M. Mittag 氏らが7月10日にarXivに投稿した研究(arXiv:1907.04575)は、へび座にある6等星「HD 140538」(別名:へび座プシー星)の活動周期を調べたものです。HD 140538は太陽系から48.2光年の距離にある太陽によく似た星です。

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TESSが蒸発する微惑星を観測

恒星「HD 240779」の周りで蒸発しつつある小天体が、TESSの観測で見つかりました。この恒星は誕生後1.25億年が経過した若い星で、地球型惑星形成の最終段階にあると見られます。

惑星のトランジットと塵の塊のトランジットの違い。

ハワイ大学マノア校に所属する E. Gaidos 氏らの研究チームが7月4日にarXivに投稿した研究(arXiv:1907.02476)は、系外惑星観測衛星「TESS」の観測データを用いて変光星「HD 240779」を研究したものです。

太陽系から310光年の距離にある「HD 240779」は、太陽とほとんど同じ質量・温度をもつ恒星ですが、形成から1億2500万年しか経過していません。また連星系に属するという点でも太陽と異なります。伴星のBD+10714Bは現在数百天文単位(地球と太陽の距離の数百倍)離れた位置にあります。

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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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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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謎の変光星 HD 139139

ケプラー宇宙望遠鏡の観測で恒星「HD 139139」(EPIC 249706694)に見つかった変光は、惑星のトランジットに似ていますが、周期性の無い奇妙なものです。

HD 139139の減光。

2009年に打ち上げられたNASAの「ケプラー」宇宙望遠鏡は、主要ミッション(2009~2013年)と延長ミッション(K2ミッション, 2014~2018年)で数千個の惑星と惑星候補を発見しました。惑星だけでなく変光星の研究にもそのデータは用いられています。

マサチューセッツ工科大学に所属する S. Rappaport 氏らのグループが6月26日にarXivに投稿したプレプリント(arXiv:1906.11268)では、K2ミッションのデータから奇妙な変光星を見つけたことが伝えられています。「HD 139139」(別名 EPIC 249706694)と呼ばれるこの天体は太陽系から351光年先にある連星系です。

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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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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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