科学者たちは、肉眼で見える巨大な2つの恒星からなるケンタウルス座b星の周りを周回する、非常に大きな太陽系外惑星を発見した。この惑星の質量は合計で太陽の約10倍で、現在知られている惑星系の中で最も重い恒星系となっている。
本日Nature誌に掲載されたこの発見の詳細について、早速見ていきましょう。「bケンタウルス(AB)b」と呼ばれるこの新発見の惑星は、巨大ガス惑星である可能性が高く、木星10個分を合わせたよりも重いため、これまでに発見された惑星の中でも最大級の質量を誇ります。地球から325光年離れたケンタウルスb連星系を周回しており、質量は太陽10個分近くあります。主星から520億マイル（約850億キロメートル）離れたこの惑星は、これまでに発見された惑星の中でも最大級の軌道を描いています。ちなみに、冥王星は太陽から約33億マイル（約540億キロメートル）離れた軌道を周回しているので、これは信じられないほどの大きな距離です。
これまで、太陽の3倍以上の質量を持つ恒星系の周りを周回する惑星は発見されていませんでした。天文学者たちは、このような恒星系の周りで惑星が形成されるとは考えていなかったため、今回の発見は、惑星の構造や惑星形成の条件に関して、何が可能なのかという点について、根本的な再考を迫っています。ストックホルム大学の天文学者で、本研究の筆頭著者であるマルクス・ヤンソン氏は、今回の発見で最も興奮したのは、太陽系外惑星系の「驚くべき多様性」だと述べています。
「小さな星でも大きな星でも、単独の星でも連星でも、生きている星でも死んだ星の残骸でも、どこを見ても、あり得ないと思っていた場所でさえ、何らかの形で惑星が必ず見つかるようだ」と彼は電子メールで述べた。
この恒星系に惑星が存在することは実に驚くべきことだ。若い恒星は周囲に原始惑星系円盤を持ち、そこからやがて惑星が生まれる。しかし、ケンタウルス座b星のような高温の恒星系は、膨大な量の紫外線とX線を放射するため、惑星形成には適さないと考えられている。この高エネルギー放射線は「非常に短時間で円盤を破壊する傾向がある」ため、「円盤が消滅する前に惑星が形成されるのに十分な時間がないと考えられていた」とジャンソン氏は述べた。しかし、ケンタウルス座b星系の周りには、本格的な惑星が存在する。
ジャンソン氏とその同僚は、2019年3月20日と2021年4月10日に、チリにあるヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡に搭載されたSPHERE太陽系外惑星撮像装置でb Cen (AB)bを発見した。天文学者らは高コントラスト画像化技術を用いてこの惑星を検出し、惑星から発せられる微かな光と恒星系自体から発せられる非常に明るい光を区別した。
SPHEREに搭載された、急速に形状を変化させることができる可変形ミラーは、地球の大気によるぼやけた効果を打ち消し、クロノグラフは光源からの過剰な光を遮断しました。角度差分結像（Angular Differential Imaging）と呼ばれる特殊な技術により、外部からの光学的影響を排除しました。興味深いことに、その後の調査で、この惑星は20年前にESOの別の観測機器によって観測されていたものの、当時は正しく特定されていなかったことが明らかになりました。
興味深いのは、恒星系とその惑星の質量比が、太陽と木星の比とほぼ一致することです。しかし、比較はそこで終わります。ケンタウルス座b星のスケールははるかに大きく、その質量は木星の10倍、軌道幅は100倍にもなります。
ジャンソン氏に、b Cen (AB)b は実際には褐色矮星（いわゆる恒星の失敗作）なのだろうか、それとも全く新しい種類の惑星と言えるのだろうかと尋ねた。ジャンソン氏は「褐色矮星は観測されているものよりも高温になるはずなので、その可能性は排除できる」と答えたが、「新しい種類の惑星が存在する可能性はある」と付け加え、「それについて結論を出すには、天文学者たちは類似の系をより大規模なサンプルで研究する必要がある」と述べた。
チームは現在、「BEAST」と呼ばれる調査を実施しており、bケンタウリに類似した特徴を持つ85個の恒星をスキャンしています。BEASTは、このような種類の惑星がどれほど一般的であるかを示すだけでなく、それらの形成過程にも光を当てる可能性があります。
「bケンタウリ系における惑星の発見や、BEASTの今後の成果は、惑星形成理論家らに理論を洗練させるための情報を提供し、大質量星の周りだけでなく、太陽に似たより小さな星の周りでも観測される多様な惑星を可能にする物理学の発見につながるだろう」とジャンソン氏は語った。
ジャンソン氏によると、天体生物学の観点から見ると、ケンタウリb星は「銀河系で生命が存在するには最悪の場所の一つかもしれない」という。この連星系は膨大な量の紫外線とX線を放出しており、「それにさらされた表面はどれも不毛になる」ため、「この系内のどの表面にも生命が存在する可能性は極めて低い」という。それでもジャンソン氏は、地下の海に生命が存在する可能性を否定していない。これは、木星の衛星エウロパや土星の衛星エンケラドゥスに基本的な生命が存在するという憶測と一致する。
最終的に、この新たな発見は「惑星がどのように形成されるかというパズルの重要な新たなピースを提供してくれる。それは、我々がどこから来て、宇宙全体の中でどのように位置づけられているかを理解するために必要な理解だ」とジャンソン氏は語った。
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