太陽系外の岩石惑星に大気、初めて確認

ハッブル宇宙望遠鏡で2つの惑星を同時観測、生命の可能性も

2016.07.21
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トラピスト1の手前を通過する2つの惑星の想像図(ILLUSTRATION BY NASA, ESA, AND STSCI)
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 地球からわずか40光年の距離にある超低温の暗い恒星トラピスト1のまわりに、3つの地球サイズの系外惑星トラピスト1b、1c、1dが発見されたのが今年5月のこと。以来注目を集めてきたこれら3つの惑星のうち2つについて、より詳細な事実が明らかになり、科学誌『ネイチャー』に論文が発表された。

 2つの惑星トラピスト1bと1cが主星の前を横切るタイミングをハッブル宇宙望遠鏡を使って観測したところ、これらが地球のような岩石惑星で、生命が存在できる可能性があることが明らかになった。さらに、どちらの惑星も、地球や金星や火星のまわりにあるような高密度の大気に包まれていることが分かった。

 トラピスト1のまわりを回る3つの惑星は、ハビタブルゾーン(生命が存在できる程度に主星から離れた領域)に近い軌道を公転している。そのうちトラピスト1bと1cは、主星から非常に近い軌道を公転していて常に同じ面を主星に向けているため、表面のどこかに生命が存在するのに暑すぎも寒すぎもしない場所があると考えられる。

 米NASAのゴダード宇宙飛行センターのラヴィ・コッパラプ氏は、「すばらしい研究成果で、系外岩石惑星の大気に関する今後の研究に大きな影響を及ぼすでしょう」と言う。「ただ、現段階では、これらの惑星に生命が居住できるとは断言できません」(参考記事:「地球に「最も似ている」太陽系外惑星を発見」

千載一遇のチャンス

 トラピスト1bと1cの詳細な観測が緊急の課題となったのは、惑星発見が発表された2日後の5月4日のこと。計算によって、2つの惑星が地球と主星トラピスト1の間を相次いで通過することが明らかになったのだ。主星の手前を横切る惑星が主星の光をさえぎるトランジット現象を利用すれば、1回の観測で2つの系外惑星の大気を観測できることになる。

 今回の論文の共著者であるNASAゴダード宇宙飛行センターのハンナ・ウェイクフォード氏は、「外側の軌道を運動するトラピスト1cが先にトランジットを開始し、その12分後に、内側の軌道を運動するトラピスト1bのトランジットが始まりました」と説明する。「こんなに小さい惑星の大気の観測が行われたのは、これが初めてです」

 2つの系外惑星を同時に観測できる機会は数年に一度しか訪れないため、この機会を逃したくなかった研究チームは急遽、ハッブル宇宙望遠鏡の利用を申し込んだ。

 彼らの要請は受け入れられ、トラピスト1惑星系に宇宙望遠鏡の鋭い目が向けられた。惑星が主星の前を通過するとき、主星からの光は惑星の大気中を通り抜けてくるため、科学者はその吸収パターンを分析して、惑星を取り巻くガスの種類を知ることができる。

 観測は完璧だった。

 論文の共著者である米マサチューセッツ工科大学のユリアン・デ・ウィット氏は、「データを受信した瞬間、すべてがうまくいったことを確認しました」と言う。(参考記事:「想像以上の異形。巨大環もつ太陽系外惑星の姿」

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