NASAのハッブルが太陽系の外に潜む「真っ黒な」惑星を発見

NASA のハッブル望遠鏡は、光をほとんど反射せず、真っ黒に見える系外惑星を発見しました。

問題の系外惑星は WASP-12b と呼ばれ、地球から 1,400 光年離れた太陽に似た恒星 (WASP-12a) を周回しています。 2008 年に発見されて以来、この系外惑星はこれまでで最もよく研​​究され、最も洞察力に富んだ系外惑星の 1 つとなり、これらの最新の発見により、天文学者が遠い世界について知っていることがさらに増えました。

特に、WASP-12b の研究は、WASP-12b の周囲の大気がどのようなものであるか、そしてそれが同じ大きさの他の系外惑星とどのように比較されるかについて、新たな光を当てています (冗談ですいません)。この結果は、同様のサイズの系外惑星の周囲で見られた他の観測結果とも顕著に対照的であり、天文学者が太陽系外の天体についての知識を広げることができることを意味している。

この発見は、マギル大学とエクセター大学の国際チームによって、NASA/ESA ハッブル宇宙望遠鏡の宇宙望遠鏡画像分光器 (STIS) を使用して行われました。研究者らは、この望遠鏡を使ってアルベドとして知られるものを測定し、2016年10月の日食中に系外惑星WASP-12bがどれだけの光を反射したかを明らかにした。この時は惑星が満位相に近く、恒星の背後を通過する完璧な時期だった。アルベドを決定するには、反射される光の量を直接測定する必要があるためです。

ただし、これには従来の通過観測よりも10倍高い精度が必要でしたが、これがハッブル宇宙望遠鏡の画像分光器の強みの1つであり、科学者がさまざまな波長でWASP-12bのアルベドを測定できるようになりました。

WASP-12b の半径は木星のほぼ 2 倍で、木星の 1 年は地球の 1 日より少し長くなります。そのため、WASP-12b は「ホット ジュピター」として分類されます。 WASP-12bは恒星に非常に近いため、WASP-12aの重力によりWASP-12bが卵型に「伸ばされ」、昼光側の温度が摂氏2,600度まで上昇したと言われている。

この高温は、WASP-12b の低いアルベドの最も可能性の高い説明です。 「著しく黒いことが判明しているホットジュピターは他にもありますが、それらはWASP-12bよりもはるかに温度が低いです。これらの惑星では、雲やアルカリ金属のようなものが光の吸収の原因であることが示唆されていますが、WASP-12b は信じられないほど高温であるため、それらは当てはまりません」とベル氏は説明します。

WASP-12b の日光側は非常に高温であるため、雲が形成できず、アルカリ金属がイオン化します。水素分子を原子状水素に分解するほどの高温ですらあるため、大気は惑星の大気よりも低質量星の大気に近い状態になります。これは、系外惑星のアルベドが低いことにつながります。

筆頭著者であるマギル大学のテイラー・ベル氏によれば、結果は驚くべきものでした。「WASP-12b の測定されたアルベドは最大でも 0.064 です。これは非常に低い値であり、地球は新鮮なアスファルトよりも暗くなります。」これにより、WASP-12b の反射率は、月のアルベド 0.12 の 2 倍低くなります。ベル氏は「アルベドが低いということは、WASP-12bや他の同様の系外惑星について、私たちがまだ学ぶべきことがたくさんあることを示している」と付け加えた。

「アルベドを測定した後、以前に提案されたWASP-12bの大気モデルのスペクトルモデルと比較しました」と共著者であるエクセター大学のニコライ・ニコロフ氏は説明した。 「データは現在提案されている 2 つのモデルのどちらとも一致しないことがわかりました。」新しい発見は、WASP-12bの大気が原子状の水素とヘリウムでできていることを示している。

WASP-12b は、HD 189733b に次いで、スペクトル分解されたアルベド測定を行った 2 番目の惑星にすぎません。 HD 189733b は深い青色をしていますが、WASP-12b はどの波長の光も反射しません。ただし、WASP-12b は高温のため発光し、熱く輝く金属に似た赤い色合いを与えます。

「スペクトルアルベドが測定された最初の2つの系外惑星が大きな違いを示しているという事実は、この種のスペクトル観測の重要性を示しており、ホットジュピターの大きな多様性を浮き彫りにしている」とベル氏は結論付けた。