晴天のスーパーアース? ― 低質量の太陽系外惑星GJ3470bの大気を初めて観測 ―

国立天文台、東京大学の研究者を中心とする研究チームは、国立天文台・岡山天体物理観測所の2台の望遠鏡を使用して、かに座にあるGJ3470bと呼ばれるスーパーアース(巨大地球型太陽系外惑星)(注)の大気を世界で初めて観測しました。この惑星は質量が地球の約14倍しかなく、これまでに大気が調査された太陽系外惑星としては二番目に軽い天体です。観測データの解析結果から、この惑星には厚い雲が無く、晴れている可能性が高いことが明らかとなりました。

スーパーアースGJ3470bの想像図。惑星(手前)と主星(背後)の大きさは実際の比率と等しく描かれている。惑星が晴れた大気を持っているため、主星の光の一部が惑星の周囲の大気を透過して、赤いリングとして見える。大気が赤く見えるのは、夕焼けと同じ現象(レイリー散乱)が起こるため。

惑星が晴れていれば、今後すばる望遠鏡などの大口径の望遠鏡を用いた詳細観測により、惑星大気の具体的な成分を検出できる可能性があります。この惑星は、主星の近くを約3.3日という非常に短い周期で公転していますが、こういった惑星がどのように形成したのかはまだよく分かっていません。もし惑星の大気中に水蒸気などの低温度で氷になる物質が検出されれば、もともとこの惑星は氷が存在する主星から遠く離れた軌道(数天文単位)で形成され、その後主星の近くへ移動してきたと考えられます。一方で、もしそのような物質が大気中に見つからない場合は、この惑星は最初から現在の位置(主星の近く)で形成された可能性が高いと考えられます。このように、GJ3470bの大気の詳細観測を通して、スーパーアースの形成起源の謎に迫ることができると期待されます。

注: スーパーアースの定義は明確ではないが、およそ地球と海王星(約17倍地球質量)との中間の質量をもつ太陽系外惑星を指す。GJ3470bは主星に近い軌道を公転する天王星質量(約14倍地球質量)の惑星であることから、ホット・ウラヌス(灼熱天王星)とも呼ばれる。

詳しくは、晴天のスーパーアース?(岡山天体物理観測所)をご覧ください。

掲載論文

この研究は米国の天体物理学専門誌「アストロフィジカル・ジャーナル」オンライン版に掲載されました。(2013年6月20日号の印刷版に掲載予定です。)
Optical-to-Near-Infrared Simultaneous Observations for the Hot Uranus GJ3470b: A Hint for Cloud-free Atmosphere 著者:福井暁彦、成田憲保、黒崎健二、生駒大洋、他14名

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