遠くの太陽系外惑星に雲を発見「WASP-127b」

天文・宇宙
太陽系の惑星と比較して、WASP-127bをユニークにしている要素の一部。©David Ehrenreich/Université de Genève, Romain Allart/Université de Montréal.

国際的な天文学者のチームが、遠方の太陽系外惑星WASP-127bに雲を検出しただけでなく、その高度をこれまでにない精度で測定しました。

欧州惑星科学会議(EPSP)2021で発表されたRomain Allart博士の発表によると、宇宙望遠鏡と地上望遠鏡のデータを組み合わせることで、この惑星の大気の上部構造を明らかにすることができました。

これは、他の多くの遠方の惑星についても同様の研究を行う道を開くものです。

WASP-127bは、525光年以上離れた場所にあり、「ホットサターン」と呼ばれる土星と同じ質量の巨大惑星で、太陽のすぐ近くを回っています。

研究チームは、この惑星が恒星の前を通過する様子を観測し、星の光が惑星の大気でろ過され、化学成分によって変化することで、星の光に埋め込まれるパターンを検出しました。

研究チームは、ESA/NASAのハッブル宇宙望遠鏡(HST)による赤外線観測と、チリにある欧州南天天文台の超大型望遠鏡に搭載された分光器ESPRESSO1ESPRESSO(Echel Spectrograph for Rocky Exoplanet- and Stable Spectroscopic Observations)は、欧州南天天文台の超大型望遠鏡(VLT)に搭載された第3世代のファイバー給電式交差分散型エッシェル分光器です。による可視光観測を組み合わせることで、大気のさまざまな領域を調べることができました。

その結果、いくつかの驚きがもたらされました。

まず、このタイプの惑星では以前から見つかっていたように、ナトリウムの存在が検出されましたが、想定していたよりもはるかに低い高度で検出されました。

次に、赤外線では強い水蒸気の信号がありましたが、可視光ではまったくありませんでした。

iREx/モントリオール大学およびジュネーブ大学のAllart氏は、「これは、可視波長では不透明ですが赤外線では透明な雲によって、低層の水蒸気が遮られていることを示唆しています。」と述べています。

2つの観測装置のデータを組み合わせることで、研究者たちは、雲の高度を、気圧が0.3~0.5ミリバールの大気層にまで絞り込むことができました。

Allart氏は、「地球上のような水滴で構成されていないことを除けば、雲の組成はまだわかっていません。また、なぜこの惑星の思いがけない場所でナトリウムが発見されたのかについても困惑しています。今後の研究によって、大気の構造だけでなく、WASP-127bという魅力的な惑星についても理解を深めることができるでしょう。」と語っています。

WASP-127bは、恒星の周りを約4日で一周するため、地球の600倍の光を受け、温度は1100度にも達します。

そのため、木星の5分の1の質量で木星の1.3倍の半径まで膨らみ、これまでに発見された太陽系外惑星の中で最も密度が低く、「ふわふわ」した惑星の一つとなっています。

ふわふわ系の太陽系外惑星は、伸び伸びとした形をしているため、観測しやすく、大気の特徴を調べる研究者にとっては理想的な候補です。

また、研究チームがESPRESSO装置で観測した結果、WASP-127bは太陽系の惑星とは異なり、恒星と反対方向に周回しているだけでなく、赤道面とは異なる平面を周回していることがわかりました。

「このような配列は、古い恒星系にある高温の土星としては予想外であり、未知の伴星によるものかもしれません。このようなユニークな特徴を持つWASP-127bは、今後、非常に熱心に研究される惑星です。」とAllart氏は語っています。

Published by Europlanet. Romain Allart et al, WASP-127b: a misaligned planet with a partly cloudy atmosphereand tenuous sodium signature seen by ESPRESSO, (2021). DOI: 10.5194/epsc2021-438
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