ハッブルが小さな系外惑星の大気中に水蒸気を発見

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天文学者が使用する ハッブル宇宙望遠鏡 彼らは、小さくて非常に熱い系外惑星の大気中に水分子を発見しました 97 光年 地球から。

新しい研究によると、GJ 9827dと呼ばれるこの惑星は直径が地球の約2倍で、大気中に水蒸気が存在することが確認されている系外惑星の中で最も小さいという。

私たちが知っているように、水は生命にとって不可欠ですが、水が豊富な大気を灼熱の蒸気に変えてしまう高温のため、この惑星にはいかなる種類の生命も住める可能性は低いです。

天文学者たちは、この異常な世界の大気の本当の性質をまだ解明していないが、この発見は、太陽系外の惑星の起源を理解するさらなる研究への道を開くことになる。

この調査結果は、木曜日に発表された報告書に掲載された。 天体物理学ジャーナルレター。

「これほど小さい惑星に水があるというのは歴史的な発見だ」と、研究の共著者でドイツの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系外惑星大気物理学部門のマネージング・ディレクターであるローラ・クライドバーグ氏は声明で述べた。 「これまで以上に、真に地球に似た世界の特徴を明らかにすることに近づいています。」

しかし、この惑星の温度は 800°F (427°C) に達し、金星のような蒸し暑く、住みにくい暑い世界となっています。

研究共著者でモントリオール大学トロティエ研究所教授のビョルン・ベネケ氏は、「水の豊富な大気を持つこれらの惑星が実際に他の恒星の周囲に存在し得ることを、大気探知によって直接示すことができるのは今回が初めてとなる」と述べた。 系外惑星については声明で述べている。 「これは、岩石惑星の大気の広がりと多様性を決定するための重要な一歩です。」

現在、研究チームは、ハッブルがふわふわした水素に富んだ大気内の水蒸気の痕跡を捉えたのか、それとも主星がGJ 9827dの元々の水素とヘリウムの大気を蒸発させたために惑星に水が豊富な大気があるのか​​どうかを知ることができていない。

「カンザス州ローレンスにあるカンザス大学の主任研究員イアン・クロスフィールドが率いる私たちの観測プログラムは、地球の大気中の分子を検出するだけでなく、具体的に水蒸気を実際に探すことを目的として特別に設計されました。」 「水蒸気が優勢であるか、水素が優勢な大気中の単なる小さな種であるかにかかわらず、どちらの結果も興味深いものになるだろう」と、研究主著者でモントリオール大学トロティエ研究所の博士課程学生ピエール＝アレクシス・ロイ氏は声明で述べた。 。

NASAのケプラーミッション うお座の赤色矮星を周回するこの惑星は、2017 年に初めて発見されました。この系外惑星は、主星の周りを 6.2 日ごとに 1 周します。

天文学者らは、惑星 GJ 9827d を 3 年間にわたって 11 回の通過中、つまり惑星が軌道中に恒星の前を通過した回数を観察しました。 惑星の大気を通して星の光を濾過することは、天文学者が水分子の特徴を測定するのに役立ちました。

「これまで、このような小さな惑星の大気を直接検出することはできませんでした。現在、私たちは徐々にこのシステムに参入しつつあります。」とバイネッケ氏は言いました。 「これらの小さな世界では、金星と似た大気（二酸化炭素が支配的）を持っています。」

惑星の大気についてさらに理解することは、天文学者が GJ 9827d がどのような種類の世界であるかを正確に分類するのに役立つ可能性があります。 現在、チームには 2 つの理論が考えられます。

この惑星はおそらくミニ海王星であり、水素が豊富な大気と水蒸気を持っています。 もしそうなら、GJ 9827d は現在の位置よりも主星からより離れた場所で形成された可能性が高く、つまり、惑星はより低温で、水は氷の形で存在していたであろうことを意味します（海王星や天王星と同様、より遠い惑星）私たちの太陽系）。 。

研究者らによると、惑星が恒星に近づき、より多くの恒星放射線にさらされると、水素が加熱されて逃げたか、今も逃げ続けているという。

あるいは、天文学者らは、GJ 9827d は、分厚い氷の地殻の下に海がある木星の氷の衛星エウロパの、より温暖なバージョンではないかと疑っている。 ベネケ氏は、この惑星は半分が水で半分が岩である可能性があると述べた。

水は宇宙全体で見られる最も一般的な分子の 1 つであり、天文学者は長年にわたり、水の発見を地球外生命体の探索の大部分に含めてきました。

「水を観察することは、他のことを発見するための入り口です」と、研究共著者でカリフォルニア州シリコンバレーのNASAエイムズ研究センターの天体物理学者トーマス・グリーン氏は声明で述べた。 「このハッブルの発見は、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によるこれらの種類の惑星の将来の研究への扉を開きます。追加の赤外線観測により、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、一酸化炭素、二酸化炭素、炭素原子などの炭素含有分子を含む、より多くのものを見ることができます。」惑星の元素の総目録を取得したら、それらをその惑星が周回する恒星と比較し、どのように形成されたかを理解することができます。

天文学者らはすでにウェッブ望遠鏡を使って水や他の種類の分子を探すためにGJ 9827dを観測しており、そのデータは将来共有される予定だ。

「このデータが何を明らかにするかを見るのが待ちきれません」とクライドバーグ氏は語った。 「水の領域の問題を完全に解決できることを願っています。」