かつて水蒸気であった可能性のあるものの証拠が、初めて遠い世界の大気中に検出された。しかし、この発見に関わった科学者の一人は、この星間逃避場所となる可能性のある場所は「全く居住に適さない」と語った。
2015年に発見されたワスプ33bは、木星に似た高温で巨大なガス巨星です。地球から約400光年離れた位置にあり、軌道が非常に小さいため、この異星での1年は地球の24時間強です。太陽系外惑星HD 15082との距離が近いため、恒星の熱を最も強く受けています。
「主星に非常に近いため、大気の温度はすでに2,000度を超えている。その距離は、水星から太陽までの軌道内に十分位置することになる」と、天体物理学ジャーナル・レターズ誌に発表されたワスプ33bの詳細論文（プレプリント）の共著者である物理学助教授ニール・ギブソン氏は述べた。
「これですでに惑星は完全に居住不可能な状態になります。つまり、惑星上のどこにも液体の水は存在せず、むしろ大気中の水は気体、つまり水蒸気の状態であると予想されるのです。」
技術的に言えば、アイルランドのダブリン大学トリニティ・カレッジを拠点とするギブソン氏と世界中の同僚たちは、水蒸気が分解する際に生成されるヒドロキシルラジカル（OH）を検出しました。研究チームは、この巨大ガス惑星の水は大気中で蒸発して水蒸気となり、極限環境によって水蒸気が剥ぎ取られ、発見されたヒドロキシルラジカルが残ったと考えています。
私たちはすでにその道を歩み始めている：アストロボフィンズがケプラーの望遠鏡でタトゥイーンのような居住可能な可能性のある5つのシステムを発見
続きを読む
「これは太陽系外惑星の大気中にOHが存在することを示す初の直接的な証拠です」と、この研究を率いた日本のアストロバイオロジーセンター研究員、ステヴァヌス・ヌグロホ氏は述べています。太陽系外惑星で水が沸騰するという考えはそれほど意外ではないかもしれませんが、天文学者が太陽系外でそのような現象を直接示す証拠を得たのは今回が初めてです。
ヒドロキシルラジカルが太陽系外惑星の周囲で発見されたのは、その希少性に加え、信じられないほど遠く離れた惑星の化学成分を分析する技術が向上したためである。
「これは稀で、測定も難しいと言えるでしょう」とギブソン氏は語った。「太陽系外惑星の大気を観測することは、主星の明るさに比べて信号が非常に小さいため、あらゆる面で非常に困難です。ここ10年ほどで、新しい技術と望遠鏡に搭載された新しい機器の組み合わせにより、大気信号の観測能力は大幅に向上しました。」
「ヒドロキシルは、少なくともこの信号強度では、惑星の大気の一部にしか見られないため、他の（化学）種よりも希少であり、今回初めて検出できたのです。」
過去10年ほどの間に、新しい技術と望遠鏡の新しい機器の組み合わせにより、大気の信号を観測する能力は大幅に向上しました。
化合物は分光法によって検出されます。分光法では、物質によって光のどの部分が吸収または放出されるかを観察します。元素は特定の波長の光のみを吸収または放出するため、これらのパターンはWasp-33bに存在する化合物またはラジカルを特定するのに役立ちます。
ハワイにある直径8.2メートルのすばる望遠鏡に搭載された赤外線ドップラー（IRD）観測装置により、研究チームは太陽系外惑星とその親星から発せられる光信号を分離することが可能になった。親星の光は太陽系外惑星よりもはるかに明るいため、これは非常に難しい。
ギブソン氏は、最終的な目標は天文学者がこれらの技術をさらに先進的な望遠鏡に応用し、今後20年以内に太陽系外惑星の大気中の酸素を直接検出できるようにすることだと語った。
「私たちが長期的に実現したいもう一つの目標は、同じ技術を使って、地球によく似た、より低温で岩石惑星を観測することです。そのためには、欧州超大型望遠鏡（EOLTS）のような次世代の望遠鏡が登場するまで待たなければなりません」と彼は述べた。
「原理的には、OHを検出するのと同じ方法で、分子状酸素を検出できる可能性があります。分子状酸素は他のガスと結合することで、生命の兆候を示す可能性があります。実現にはまだしばらく時間がかかりますが、今後10～20年で実現可能になることを期待しています。」®
