ジェームズ・ウェッブが新しい​​タイプの太陽系外惑星を発見：異国の「蒸気世界」

私たちの太陽系には、小さな岩石惑星の水星から、巨大なガス惑星の木星、そして遠く離れた氷惑星の天王星まで、実に様々な種類の惑星が存在します。しかし、私たちの太陽系以外にも、海に覆われ生命が生存できる可能性のある水惑星など、さらに多くの種類の太陽系外惑星が存在します。現在、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を用いた研究者たちは、「蒸気惑星」と呼ばれる新しいエキゾチックなタイプの惑星を発見しました。この惑星の大気はほぼ完全に水蒸気で構成されています。

GJ 9827 dと呼ばれるこの惑星は、今年初めにハッブル宇宙望遠鏡によって観測され、研究者たちは強い関心を抱き、ウェッブ望遠鏡を使ってさらに詳しく観測することになりました。その結果、地球の約2倍の大きさのこの惑星の大気は、通常見られる典型的な水素とヘリウムとは全く異なることが判明しました。その代わりに、高温の蒸気で満たされていました。

「このような現象を目にするのは初めてです」と、ミシガン大学の研究者エシャン・ラウル氏は声明で述べています。「はっきり言って、この惑星は少なくとも地球上で私たちがよく知っている種類の生命にとって住みやすい場所ではありません。この惑星は主に熱い水蒸気でできているようで、私たちはこれを『蒸気世界』と呼んでいます。」

研究者たちは、惑星の大気を観察するために、ウェッブの近赤外線撮像・スリットレス分光器（NIRISS）を使用しました。この装置は、光を異なる波長に分割し、透過分光法と呼ばれる手法で物体の組成を調べることができます。この手法は水素やヘリウムなどの軽い元素では比較的容易であるため、この手法を水などの重い元素にも適用できるようになったことで、科学者はより多様な惑星の大気の調査を開始できるようになります。

「地球と海王星の間の大きさを持つ、太陽系には例のないこれらの謎の惑星が、実際に何でできているのか、ついに解明に近づいています」と、研究仲間のライアン・マクドナルド氏は述べた。「これは、今後数年間で居住可能な太陽系外惑星の大気を検出するための重要な一歩となります。」

これは非常に新しい研究分野であるため、この発見にはチームが作成した新しいソフトウェアが必要となり、学部生のラウルは蒸気世界が存在するという直接的な証拠を最初に確認した人物となりました。

「とても非現実的な瞬間でした」と、現在ウィスコンシン大学マディソン校で博士課程に在籍するラウルは語った。「私たちが特に水のある惑星を探していたのは、水のある惑星が存在するかもしれないという仮説があったからです。もしこれが現実のものなら、宇宙には他に何があるのだろうと本当に考えさせられます。」

この研究は『The Astrophysical Journal Letters』に掲載されている。