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綿菓子のような惑星「スーパーパフ」の謎

綿菓子のような惑星「スーパーパフ」の謎 科学
綿菓子のような惑星「スーパーパフ」の謎

 

広い宇宙には多くの惑星が存在し、その全ては未だ解明できていません。可能性があるからこそ、SF映画を見たときにこんな惑星があるのではないか?はたまたこういう惑星があったら等と考える方も少なくはないはず。

例えば、綿菓子のような惑星はどうでしょうか?今回は、発見された謎の惑星「スーパーパフ惑星」についてご紹介致します。綿菓子のようと言われているのは一体全体何故なのでしょうか?

 

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質量と大きさの関係が不自然な惑星「スーパーパフ惑星」とは

スーパーパフ惑星は広い宇宙の中でも比較的太陽系から近い位置にある惑星です。スーパーパフ惑星が発見されたのは地球から約2600光年離れた場所にある太陽に似た恒星、ケプラー51星系でのこと。

ケプラー51星系を周回しているケプラー51b、ケプラー51c、ケプラー51dと名付けられた3つの惑星でした。

2018年11月15日に運用が終了してしまったケプラー宇宙望遠鏡が発見したもので、非常に低密度であることは2012年から判明していましたが構成物質等の詳細については明らかとなっていませんでした。

その後、コロラド大学ボルダー校のジェシカ・リビー゠ロバーツ氏による研究チームが解析を行ったところ、スーパーパフ惑星である3つの惑星全てが1㎤あたり0.1g未満と低密度であると推定。

これは、惑星の大きさ自体は木星ほどありながら質量はなんと100分の1以下。身近なもので例えると、綿菓子とほぼ同じ密度です。

これ程の低密度はある特定の惑星にとって、まさに変化の途中段階を示している可能性があると現在判明しています。また、こういった惑星はとても希少かつ特殊な部類だと言われており、私達がいる太陽系には存在していません。

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「スーパーパフ惑星」が土星に似た惑星だという説が浮上

月や太陽のように輝きを放つ事がない天体を地球から観察することは基本的に困難を極めます。現在、系外惑星探索時に使用するものは主に「トランジット法」というものです。

トランジット法とは惑星が主星の前を通り過ぎる、所謂トランジットしている現象を観測する方法であり、太陽系外惑星検出方法の一つです。

トランジット法では惑星の大きさを光が遮る程度を用いて測定しますが、この方法では部屋のライトが対象から離れれば離れる程ぼんやり照らしだすのと同じように惑星の姿がハッキリと測定できるわけではなく、あくまでも存在や大きさを推定することしかできません。

その為、土星のように巨大リングを纏っている惑星にトランジット法を用いると誤って直径と認識される可能性もあり、故にスーパーパフも同じくリングがついた惑星なのではないかという説が浮上したのです。

この仮説が真実か否か、多くの研究者が様々なサイズや構成物質のリングをもつ惑星が主星の前を通過する際の様子を測定した時の見え方についてのシミュレーションを行い、調査しました。

現時点で発見されているスーパーパフの殆どは主星から非常に近い位置を周回しています。この場合リングの材料が氷であることは難しく、全て岩で作られている必要がありますが、岩のリングというのは細かい穴が多く存在する多孔質ではない限り、スーパーパフほどの直径は作ることが不可能です。

条件は厳しく、スーパーパフが環を有する惑星だという可能性はあれど決定づけることは残念ながらできませんでした。

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「スーパーパフ惑星」の正体をNASAが追加発表

密度の判明後、スーパーパフ惑星の研究チームはケプラー51bとケプラー51dの構成物質を透過スペクトルの分析を用いて調べようとしましたがこれら2つが厚い雲に遮られてしまい、あえなく失敗。

化学的な組成に関するデータを得ることはできませんでした。

が、しかし収穫がなかったわけではなく、この調査によりケプラー51bとケプラー51dの大気中に水が存在しないことが分かり、これらを生かしてシミュレーションを行った結果2つの惑星の質量の大部分が水素とヘリウムで形成されていたと突き止めることに成功したのです。

加えてリビー・ロバーツ氏は惑星の大気の下を調査出来なかった原因について、土星の衛星であるタイタンと同じく分厚いメタンガスの層に覆われており、メタンガスが紫外線により分解されて炭素質を多量に含んだ濃密なガスを発生させた為だと発表されました。

スーパーパフ惑星は非常に低密度であることから、スノーラインというメタン等の水素化合物が凝集して固体に変化するのに必要とする距離の外側で誕生し、その後恒星の近くまで移動してきたと推測されています。

また、スーパーパフ惑星である3つの惑星の中で最も恒星に近い位置に存在するケプラー51bは毎秒数百億トンの勢いで大気を吹き飛ばされている為、今からおよそ10億年後には海王星のように小さくありふれた惑星に変化してしまうそうです。

 

いかがでしたか?
如何でしたでしょうか。約10億年後という期間は遠すぎてあまり実感がわきませんよね。しかし、裏を返せばまだまだ当分木星サイズの綿あめとして存在するということ。NASAに勤務するクレア・アンドレオリ氏によると、NASAが近いうちにジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡という最新鋭の望遠鏡使用を開始し、なんとこれならばスーパーパフ惑星の発生の経緯について更に詳しく解明されるそうです。新たな情報が判明される日をともに待ちましょう。 
参考: arxiv.org, nasa, wral.com, など
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