ジェイムズ・ウェッブ望遠鏡が岩石地獄の世界の大気を観測

太陽系外惑星、つまり太陽系外惑星についての研究において、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡はこれまで以上に多くの情報を提供しています。ここ10年ほどで数千もの太陽系外惑星が発見され、軌道や大きさ、質量といった詳細情報が明らかになっています。しかし今、これらの惑星が実際にはどのようなものなのか、特に大気の詳細が明らかになりつつあります。ウェッブ宇宙望遠鏡は最近、太陽系外惑星かに座55番星eの大気を調査し、太陽系外で発見された岩石惑星の大気が初めて存在する可能性があると示唆するデータを発見しました。

問題の惑星、かに座55番星eは、決して住みやすい場所とは言えません。主星は太陽に似ていますが、惑星の軌道は恒星からわずか240万キロメートルと非常に近いため、表面はマグマの泡立つ海になっている可能性が高いのです。「地獄の惑星」とも呼ばれています。しかし、このような極限の環境にもかかわらず、天文学者たちは長年、この惑星に大気が存在するのか、それとも高温で過剰な放射線に晒されているのか、疑問を抱いてきました。

「私はこの惑星について10年以上研究してきました」と、ニューメキシコ大学の新研究の共著者であるダイアナ・ドラゴミール氏は声明で述べた。「これまでの観測結果では、これらの謎がしっかりと解明されていないことが非常に残念でした。ようやく答えが得られて、とても嬉しいです！」

岩石惑星の大気は、大きくふくらんだガス惑星の大気よりも薄いため、その周囲に発見するのは難しい。しかし、ウェッブ宇宙望遠鏡のNIRCam（近赤外線カメラ）とMIRI（中赤外線装置）を使った研究者らは、一酸化炭素か二酸化炭素が存在する可能性のある揮発性物質に富んだ大気の兆候を観測することができた。

研究者たちはまた、惑星の主星に面した側、いわゆる昼側が予想よりも低温であることも発見した。これは、おそらく大気によって、より低温の夜側へ熱が伝達されていることを示唆している。ここで問題となるのは、その大気がどのように形成されたかである。極端な温度によって、惑星形成時に存在していたガスは剥ぎ取られた可能性が高いためだ。研究者たちは、その大気は惑星内部から上昇してくるガスによって形成された可能性があると推測している。

「恒星からの高温と強烈な放射線によって、主大気はとっくに消滅しているはずです」と、NASAジェット推進研究所の共著者アーロン・ベロ＝アルフェ氏は述べた。「これはマグマの海によって絶えず補充されている二次大気です。マグマは結晶と液体の岩石だけでなく、大量の溶解ガスも含んでいます。」

この研究はネイチャー誌に掲載された。