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太陽系外惑星「HAT-P-26b」の大気に大量の水蒸気が発見される(NASA研究)
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 昨今続々と地球に似た環境の惑星が発見され話題を呼んでいるが、またしても興味深い惑星の正体が明らかとなった。



 海王星と同じくらいの大きさの太陽系外惑星から大量の水(水蒸気)が発見されたという。その惑星の名は「HAT-P-26b」。430光年先の恒星をぴったりとした軌道で公転する2011年に発見された惑星だ。

 ある惑星が恒星を公転している場合、惑星が前を通過するために恒星の光が定期的に陰る。これが惑星が存在する証拠になる。そして通過するとき、光は惑星の大気を通り抜ける。その光を分析することで、大気の組成を知ることができる。ハッブル望遠鏡でHAT-P-26bの4度の通過を観測した結果、そこに大量の水が含まれていることが判明したのである。



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暖かい海王星、「HAT-P-26b」



 地球以外の惑星の大気から水が発見されたのはこれが初めてではない。実際、木星・土星・海王星・天王星という太陽系内の巨大ガス惑星のいずれからも発見されており、太陽系内ではかなり一般的だ。



 しかし太陽系外惑星の大気から水を検出することはその距離ゆえに難しい。通常、外惑星の大気データを得られたとしても、それは木星のような大きな惑星のものだ。



 HAT-P-26bの場合、もっと小さいという点で画期的である。海王星と同じくらいの大きさと質量で、恒星にずっと近いことから、いわば「暖かい海王星」と例えることができる。





HAT-P-26bは巨大ガス惑星



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 海王星と同じく、HAT-P-26bは巨大ガス惑星だ。ゆえに水が存在したとしても、おそらく生命はいないだろう。



 しかし水分の含有量から惑星大気の組成も窺うことができる。そして、どうやら重元素(水素とヘリウムよりも重い元素)があるようなのだ。



 重元素の豊富さのことを金属量といい、そこから惑星形成の手がかりを得ることができる。それによれば、HAT-P-26bは今よりも恒星に近い場所で形成されたようである。



 惑星の大気に含まれる重元素の豊富さを表すためによく太陽が引き合いに出される。太陽よりも重元素を含む惑星なら金属量が多い。その反対なら少ない。HAT-P-26bの場合、太陽の4.8倍の重元素しか持たず、太陽系の金属量の標準よりもかなり少ないと考えられる。

 

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HAT-P-26bの金属量は木星に近い



 意外にも木星や土星のような巨大ガス惑星は太陽より重い元素をそれほど多く持たない。木星の金属量は太陽の5倍、土星は10倍である。一方、海王星や天王星のようなより小さな巨大ガス惑星の金属量は太陽の100倍。HAT-P-26bの金属量は木星に近いことになる。



 このことから、HAT-P-26bはそれが属する恒星の側で形成されたと推測される。太陽が誕生したとき、その周囲は回転する熱いガスと瓦礫の円盤に囲まれていた。円盤の太陽から離れた部分は非常に温度が低く、やがて氷となる――この氷はより重い元素が豊富であった。



 このために海王星や天王星のような太陽から遠く離れた巨大ガス惑星は、金属が豊富な氷を大量に含んでいる。おそらくより太陽に近い場所で形成されたと思われる木星と土星は、そうした氷が少ない。HAT-P-26bも後者に似ていると考えられる。



 だが、これはあくまでHAT-P-26bの大気で観測された水の量に基づく推論である。それだけで金属量を推測するには注意が必要であると主張する専門家もいる。かならずしも間違っているわけではないが、確証を持つには至らないかもしれない。





大気の研究が異星人遭遇のカギ



 それでも水の量は有力なデータで、太陽系外惑星の大気を詳細に調べることで、その表面についても理解を進めることができる。HAT-P-26bは生命を宿す環境ではないかもしれないが、それに適した他の惑星があるかもしれない。大気の研究を進めるほどに、生命に適した大気とその組成を持つ太陽系外惑星の発見に近づくのだ。



 太陽系外惑星の見つけ方は確立されている。それはもうルーチン作業になっている。次の段階は、そこに大気があるかどうか知ることだ。現時点において、それは木星のような惑星ではルーチン作業である。次の段階は、もっと小さな惑星での作業をルーチン化することだ。



 そのための強力なツールがもうじき手に入る。来年、NASAはハッブル宇宙望遠鏡の後継機とみなされるジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を打ち上げる。これが稼働すれば、これまでは不可能だった太陽系外惑星の詳細な観測を行うことができる。HAT-P-26bの大気について、さらなる詳細なデータも入手されるに違いない。



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via:spitzerspacerefexpress.thevergeなど

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