地球外惑星に大気があるかどうかを高速で見極められるようになるかも

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  • author Ryan F. Mandelbaum - Gizmodo US
  • [原文]
  • Kenji P. Miyajima
地球外惑星に大気があるかどうかを高速で見極められるようになるかも
Image: L. Hustak and J. Olmsted (STScI)

時は金なり。されども、千里の道も一歩から。

地球外生命の可能性や、遠い未来人類が太陽系の外に移住するためにも、「地球によく似た」天体を探すことは大切です。おもに岩石でできていて、太陽のような恒星の周囲を回っていて、水と大気がある...みたいな天体ですね。

天文学者たちは過去10年間で、太陽系外の恒星のまわりを回る岩石惑星をいくつか見つけています。でも、それらの惑星は太陽より小さくて温度も低い恒星(M型矮星)の近くにあって、放射や恒星風で大気が吹き飛ばされているんじゃないか...と疑問視されていました。

でも、新しい方法を使えば、これらの地球っぽい惑星に大気があるかどうかがサクっとわかるかもしれないんですよ!

恒星と惑星の光を観察すれば大気があるかどうかわかる

メリーランド大学のEliza Kempton助教授は、これまで太陽系外で岩の多い地球型惑星の大気の特徴を調べたことはなく、今回発表された研究結果が生存可能圏周辺の岩石惑星を特徴付けるための最初の大きな足がかりになると述べています。

研究者たちによると、太陽系外にある既知の岩石惑星が親にあたる恒星のすぐ後ろを通過する直前に観察した光の量と、恒星だけから見える光の量を比較すれば、恒星と惑星間の距離によって惑星の受ける放射線量が、食の前後に生じる光の差によって、惑星が日中に再放射した光の量がわかるそうです。

もしも惑星がすべての光を再放射すれば、おそらく大気は存在せず、もしも光の一部が失われれば、大気がエネルギーの一部を惑星の裏側に再分配したか、拡散した証拠になります。

研究者たちは、Astrophysical Journalに4つの論文(これこれこれこれ)を発表して、その方法と理論を明らかにしています。

イエスかノーかすぐ知りたい。求めたのは高速化。

今回の研究とこれまでの試みとの違いは、大気が存在する惑星の探索速度にあります。研究チームが求めたのは高速化でした。

2021年に打ち上げが期待されているジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、これまでにないくらい多くの太陽系外惑星を発見できるので、天文学者たちによる貴重な観測時間をめぐる激しい競争が繰り広げられることになりそう。そこで研究チームは、1回の観測で数十個の太陽系外惑星に大気が存在する可能性にイエスかノーの答えを出せる調査方法の考案に集中したというわけです。

大気があるかどうかはわかっても、どんな大気かはわからない

しかしながら、この方法にも限界はあるようです。生命の存在が大気を変化させたかどうかや、地球の大気に似ているかどうかまではわからなかったり、岩石惑星に存在する水によって変化した粘土のような物質が光を反射させることで、研究者に大気があると勘違いさせたりするかもしれません。

このような理由から、生命の痕跡があると期待される、水が存在する生存可能圏の惑星の調査をするために、天文学者らがこの方法を使うことはないと思われます。それでも、この方法は詳細に調査する惑星の優先順位付けに利用できるため有用なのだとか。

一歩一歩進むために、飛べよジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡

研究者たちは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使って小さなことからコツコツと始めようとしています。生存可能な温度よりも少し暖かい惑星は特徴づけも簡単なので、望遠鏡によって観測時間の短縮と、より正確な結果を期待できます。もしも小さくて温度が低いM型矮星を周回する岩のような太陽系外惑星に大気が存在すれば、天文学者たちが生存可能圏の惑星を継続観察する理由になります。

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、どの太陽系外惑星に大気が存在するかをすばやく特定するまたとない機会を与えてくれるかもしれません。今度こそ予定通りに打ち上げられることを期待しましょう。

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