新種の太陽系外惑星を発見 地球型それとも天王星型? 加大学の研究

2019年7月9日 11:01

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新種の太陽系外惑星「GB3470b」の模式図 (c) STScI

新種の太陽系外惑星「GB3470b」の模式図 (c) STScI[写真拡大]

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 太陽系に属する惑星とは異なるタイプの惑星が発見された。カナダ・モントリオール大学などから構成される研究グループは、ハッブル宇宙望遠鏡などを活用し、太陽系外惑星「GJ3470b」の大気では、酸素や炭素等の重元素が不足していることを突き止めた。

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■地球型でも天王星型でもない太陽系外惑星

 惑星のタイプは、太陽系惑星の種類に準じて分類されている。地球や火星同様に岩石から構成される「地球型惑星」、木星や土星のようにヘリウムや水素等の軽元素の気体からなる「木星型惑星」、天王星や海王星のように氷に覆われた「天王星型惑星」と、物質の組成によって3種類に大別される。

 地球から約82.2光年離れたGJ3470bの質量は、地球の12.6倍となるが、海王星よりは小さい。また赤色矮星の周辺を約3日で公転できるなど、恒星に接近している。これまでGJ3470bは、水素やヘリウム等の大気内に岩石のコアをもつ、地球型惑星と天王星型惑星の中間的性質を帯びた惑星だと考えられてきたものの、大気の組成は不明だった。

■化学組成の「指紋」が惑星の特徴を明らかに

 研究グループは今回、米航空宇宙局(NASA)が運営するハッブル宇宙望遠鏡とスピッツァー宇宙望遠鏡を活用し、GJ3470bの大気の組成を調査した。調査には、物質の組成が残す「指紋」が用いられている。

 赤色矮星に接近したGJ3470bが公転するたびに、恒星から放射される光の強度が変化する。この光量の変化を計測することで、大気の化学的組成が明らかになるという。

 2つの宇宙望遠鏡で観測した結果、大気から水素やヘリウムといった軽元素は発見されたものの、炭素や酸素といった重元素の量は著しく不足することが判明した。このような大気をもつ太陽系惑星は存在しない。

 研究グループによると、赤色矮星に接近した場所で誕生したと想定することで、この奇妙な大気をもつ惑星が説明可能だという。まず乾燥した岩から構成される惑星が恒星の近傍で誕生。恒星の幼年期には、原始惑星系円盤だったGJ3470bは、水素等の軽元素を吸収した結果、現在は不思議な化学組成の大気が誕生したのだと説明される。

 研究を主導するモントリオール大学のBjörn Benneke氏によると、GJ3470bは天王星型惑星の一種になるのではないかという。

 ハッブル宇宙望遠鏡やスピッツァー宇宙望遠鏡よりも赤外線の検出能力が高いジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、2021年に打ち上げ予定だ。研究グループでは、今後GJ3470bは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によって詳細に観測されるだろうとしている。

 研究の詳細は1日、英Nature Astronomy誌にて掲載されている。(記事:角野未智・記事一覧を見る

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