系外惑星で水を確認 暑すぎない大気で生命存在も

111光年先にある系外惑星に水蒸気 2つの論文の結論が一致、最新研究

2019.09.14
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赤色矮星のまわりを公転する系外惑星K2-18bの想像図。このタイプの系外惑星で大気中に水の存在が確認されたのは、今回が初めてだ。(ILLUSTRATION BY M. KORNMESSER, ESA/HUBBLE)
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 系外惑星を研究する天文学者チームが、ハッブル宇宙望遠鏡のデータから、地球の数倍程度の大きさと見られる系外惑星の大気に水蒸気が含まれていることを明らかにした。この系外惑星は太陽よりも小さな主星を回り、「ハビタブルゾーン」(惑星系の中で、惑星表面に液体の水が存在できるような温度になる領域)内を周回している。

 この発見は、太陽系から111光年ほど先にある系外惑星K2-18bの研究からもたらされたもので、2本の論文で発表された。K2-18bは、2015年にNASA(米航空宇宙局)のケプラー衛星により発見された。質量は地球の8倍以上あり、海王星のような氷の巨大惑星か、水素を豊富に含む厚い大気に覆われた岩石惑星であろうと考えられ、その姿は私たちの地球とそれほど似ていない。

 K2-18bの公転軌道の大きさは地球の公転軌道の数分の1。しかし、主星は赤色矮星と呼ばれるタイプの暗く赤い星であるため、小さな軌道を公転するK2-18bはハビタブルゾーンにある可能性が高い。概算だが、K2-18bの大気は−73~47℃までの間にあると考えられ、反射率が地球と同程度なら、その平衡温度は地球と同じ程度と考えられる。(参考記事:「地球に「最も似ている」太陽系外惑星を発見」

 系外惑星で水が検出されたことは、K2-18bに生命が存在してもおかしくないことを意味している。

 2本の論文のうち1本の共著者である英ユニバーシティー・カレッジ・ロンドンの天文学者アンゲロス・シアラス氏は、記者会見で、「K2-18bには大気があり、気温は液体の水が存在できる温度内にあります。大気中に水を確認できた系外惑星は、現時点ではK2-18bだけです。つまり、生命がいる系外惑星の最有力候補です」と話した。

光の分析でわかること

 天文学の世界は、この20年で大きく変わった。初めて系外惑星が発見されたのは1992年。以来、科学者たちは恒星の周囲を回るたくさんの系外惑星を発見した。なかには大気があると考えられるものもあった。(参考記事:「太陽系外惑星へ探査機を送る新手法、科学者が提唱」

 そして大気中に水蒸気があるらしい系外惑星も見つかっていた。だが、これら水があることがわかった系外惑星の環境は、生命が存在できるようなものではなかったのだ。例えば2018年、NASAはWASP-39bという土星ほどの巨大系外惑星の大気に水蒸気が存在していることを発表したが、日中は約770℃という猛烈な高温になることもわかっている。

 研究者らは、主星のハビタブルゾーン内にある系外惑星の中から、大気中に水蒸気を含む地球の環境に似たものを見つけたいと考えていた。候補になる系外惑星はあっても、たいていそうした天体は小さく、大気の成分を観測するのは困難だった。比較的大きな惑星ほど検出は容易になることから、科学者たちは、地球よりも大きなスーパーアース(質量が地球の10倍以下、表面が岩石からなる系外惑星)を集中的に調べることにしたのだ。

【動画】系外惑星101
系外惑星は私たちに宇宙の中で孤独ではないかもしれないと期待させてくれる天体だ。系外惑星にはどのような種類があるのか、科学者たちはどのような方法で系外惑星を探しているのか、銀河系には系外惑星がどのくらいあるのかを知ろう。(解説は英語です)

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