自然科学研究機構 国立天文台

「第二の地球」の公転軌道面は傾いていない

研究成果

図:TRAPPIST-1を周回する惑星の軌道の想像図
TRAPPIST-1を周回する惑星の軌道の想像図(クレジット:国立天文台) オリジナルサイズ(1.2MB)

すばる望遠鏡を用いた観測で、太陽系外惑星系「TRAPPIST-1(トラピスト1)」の惑星の公転軌道面は、太陽系の惑星と同様に、主星の自転軸に対してほぼ垂直であることが分かりました。地球に似た環境の惑星でこのような関係が示されたのは初めてで、ハビタブル惑星の性質に迫るための重要なステップとなります。

みずがめ座の方向約40光年の距離にある赤色矮星(わいせい)TRAPPIST-1は、少なくとも7つの惑星を持つことが既に知られていて、そのうちの3つは水が液体で存在できるハビタブルゾーンにある岩石惑星であることから、たいへん注目されている天体です。太陽系の惑星は、太陽の自転軸に対してほぼ垂直な面を公転していますが、太陽系外惑星は必ずしもそうではありません。惑星が公転する軌道面の違いやその変化が、生命を育む環境を左右するのかどうか、研究が始まったところです。

東京工業大学や自然科学研究機構 アストロバイオロジーセンターなどの研究者は、2018年8月31日に、すばる望遠鏡に搭載した太陽系外惑星探査のための観測装置「IRD」を用いて、TRAPPIST-1系を観測しました。幸運なことにこの日は、ハビタブルゾーンにある2つの岩石惑星を含む3つの惑星が、主星であるTRAPPIST-1の前を一夜のうちに横切ったのです。この間に主星のスペクトルがどのように変化するか精密に測定した結果、主星の自転軸が求まり、それがこれら3つの惑星の公転軌道面とほぼ垂直であることが分かりました。こうした観測による惑星の軌道面の傾きの測定は、より大きな惑星についてはこれまでにも報告がありましたが、小さなサイズの岩石惑星では初めてです。すばる望遠鏡の集光力とIRDの高い観測性能がいかんなく発揮された結果、地球に似た環境の惑星の性質に迫ることができたのです。

この研究成果は、T. Hirano et al. “Evidence for Spin–Orbit Alignment in the TRAPPIST-1 System”として、2020年2月25日付けで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・レターズ』に掲載されました。

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