生まれたばかりの太陽系外惑星を、すばる望遠鏡で直接撮像して発見 | アストロピクス

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生まれたばかりの太陽系外惑星を、すばる望遠鏡で直接撮像して発見

ハワイ島、マウナケア山頂にある「すばる望遠鏡」などを用いて、生まれたばかりの太陽系外惑星「2M0437b」が発見されました。系外惑星の多くは、主星である恒星の観測から間接的に検出されますが、2M0437bは、すばる望遠鏡などによる直接撮像で発見されました。

この惑星の主星である「2M0437」は、地球から約420光年の距離にある、おうし座星形成領域にある生まれたばかりのM型矮星で、年齢は200万〜500万年ほどです。惑星2M0437bは主星とともに形成されたと考えられてり、このような若い惑星は形成時の熱を帯びているため近赤外線で明るく輝きます。なおM型矮星は、太陽より低温で暗く質量の小さな星です。

2M0437bは、ハワイ大学やアストロバイオロジーセンターの研究者を中心とした研究チームにより、すばる望遠鏡の近赤外線分光撮像装置IRCSと補償光学装置AO188を使い2018年に行われた観測で発見されました。冒頭の画像は、すばる望遠鏡で撮影されたもので、主星の光はデータ解析で取り除かれ、惑星(b)が光の点として見えています。惑星は主星から約100天文単位(太陽〜地球間の距離の100倍)の距離にあります。

2M0437bが、より遠方にある星ではなく惑星であることを確認するために、約3年にわたる観測が行われました。その観測には、すばる望遠鏡のほか、同じマウナケア山頂にあるケック望遠鏡なども使用されました。

2M0437bの質量は木星の3〜5倍程度と見積もられています。この質量は、直接撮像観測で発見された系外惑星の中ではもっとも軽い部類のものです。また褐色矮星ではなく確実に惑星と呼べる、木星の10倍以下の質量の天体の中では、2M0437bは最も若い惑星となります。

太陽系の場合、最も遠い海王星は太陽から約30天文単位の距離にあります。2M0437bは、その3倍以上も主星から離れたところにあります。従来の惑星形成理論では、2M0437bのような巨大な惑星が数百万年という短期間で、主星からある程度離れたところに形成されるのは難しいと考えられています。2M0437bは、巨大な惑星がどこでどのように形成されるのかを解明する上で貴重な観測対象であり、惑星形成の研究に重要な示唆を与えると見られています。

研究の主導者の一人である平野照幸氏(ストロバイオロジーセンター/国立天文台ハワイ観測所)は、2021年末に打ち上げ予定のジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によるさらなる観測で惑星の大気を調べ、生まれたての惑星がどのような性質を持っているのかを明らかにしたいと語っています。

Image Credit: ハワイ大学

(参照)すばる望遠鏡アストロバイオロジーセンターUniversity of Hawaii