NASA の最新鋭の機器に負けまいと、ハッブル宇宙望遠鏡は、私たちが知る史上最小の太陽系外惑星に水蒸気の証拠を発見し、今もその価値を証明し続けている。
「これほど小さな惑星に水が存在することは画期的な発見です」と、ドイツ・ハイデルベルクにあるマックス・プランク天文学研究所の共同主任研究者、ローラ・クライドバーグ氏は付け加えた。「真に地球に似た惑星の特徴を明らかにすることに、これまで以上に近づくことになります。」
しかし、GJ 9827dは地球の直径の約2倍しかなく、水星のほんの一部ほどの距離をわずか6.2日で主星を公転しているため、非常に高温です。もし研究チームの観測が正しければ、この惑星は人間が遊び回れるような海洋遊園地というよりは、蒸気を帯びた太陽系周回衛星のような姿をしていることになります。
太陽系外惑星GJ 9827dの想像図。右側の恒星付近にある大きな青い球体と、系内の2つの内惑星がそれです。実際の観測結果については、発表された論文[PDF]をご覧ください。画像提供：NASA、ESA、リア・ハスタック（STScI）、ラルフ・クロフォード（STScI）
「大気の検出を通して、水に富んだ大気を持つこれらの惑星が他の恒星の周りに実際に存在し得ることを直接示すことができるのは、これが初めてです」と、カナダのモントリオール大学トロティエ系外惑星研究所のビョルン・ベネケ氏は述べ、GJ 9827dを研究する科学者の一人でもある。「これは、岩石惑星の大気の広がりと多様性を明らかにするための重要な一歩です。」
研究チームによる発見の詳細を記した論文が『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ』に掲載された。
地球から約97光年離れたうお座に位置するGJ 9827dの大気は、3年間で太陽の前を11回通過する様子が観測されました。恒星の前を通過することで良好な分光分析が可能になるため、太陽系外惑星の大気組成の検出にはトランジット観測が一般的に用いられています。
「このように小さな太陽系外惑星の大気中に水蒸気が検出されたことは、このような水和した惑星が存在することを示しているだけでなく、この惑星の親星である『赤色矮星』が銀河系で最も一般的なタイプの星であることを考えると、そのような惑星が一般的である可能性があることを示している」と、NASAのハッブル宇宙望遠鏡の上級プロジェクト科学者であるジェニファー・ワイズマン博士は金曜日にザ・レジスター紙に語った。
「これは、宇宙のどの惑星や環境が生命を育み、支えることができるのかを解明するというNASAの献身的な探求における重要なピースです。」
しかし、これはどのような惑星なのでしょうか?
研究チームはGJ 9827dの大気中に水蒸気を発見したことに自信を持っているが、水の世界（ケビン・コスナーがいないことを望む）を発見したのか、それとも水素とヘリウムが主成分で水が微量成分である大気を持つ海王星のような小型ガス惑星を発見したのかはまだ確信が持てない。
後者の場合、水素は単に検出されていないだけです。研究に参加したマックス・プランク天文学研究所によると、単に検出に失敗しただけかもしれません。
- 初の水の世界の太陽系外惑星が発見されました。ありがたいことにケビン・コスナーの姿は見当たりません。おめでとうございます！
- 君たちが信じられないようなものを見たよ。マシュマロのように密度が高く、水に浮く惑星だ
- 良い点：遠い惑星で初めて水蒸気の信号が検出されました。悪い点：えーと、専門家に説明してもらいましょう
- 実存的恐怖の時：いつか地球の海は沸騰する。この太陽系外惑星は、その日がいつになるのかを明かすかもしれない。
「より小さな惑星を研究していくと、ある時点で、これらの小惑星には水素がなくなり、二酸化炭素が主成分の金星のような大気を持つようになる変化が起こるはずだ」とベネケ氏は語った。
GJ 9827dの年齢は約60億年と考えられており、地元の恒星に近いことから、何億年にもわたる太陽放射の衝撃により水素が失われた可能性があることが示唆されている。
より興味深い説は、この惑星が高温のエウロパに似ており、水または水蒸気に覆われた岩石質の核を持つというものだ、とベネケ氏は述べた。もしそうだとすれば、GJ 9827dは主星から離れた場所で形成され、そこで氷の球状になり、その後、主星に近づいてきた可能性が高い。
NASAエイムズ研究センターの天体物理学者トーマス・グリーン氏は、ここでジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡とその優れた観測能力が役に立つと語った。
「JWSTは赤外線観測を追加することで、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンといった炭素含有分子を含む、はるかに多くのものを見ることができます」とグリーン氏は述べた。「惑星の元素の全容が明らかになれば、それを周回する恒星と比較し、惑星がどのように形成されたかを理解できるようになります。」
ベンネケ氏はJWSTを使った最近の遠方の世界の観測の主任研究者であるため、GJ 9827dがどのような惑星であるかはすぐに分かるかもしれない。
「これらのデータが何を明らかにするのか、待ちきれません」と、マックス・プランク研究所太陽系外惑星大気物理学部門のディレクターであるクライドバーグ氏は述べた。「これで、水惑星に関する疑問に、ついに決着がつくことを願っています。」®
