ハッブル宇宙望遠鏡を使用して、天文学者は惑星の進化における重要かつ異常な出来事を初めて発見しました。研究者たちは、地球の大気を再形成している遠く離れた岩石の惑星での火山活動を観察しました。
惑星 GJ 1132 b は、近くを公転している明るい若い赤色矮星から放出された強烈な放射線によって剥奪された大気を、以前は持っていたとチームは考えています。水素とヘリウムの分厚いブランケットが消滅した後、惑星は地球とほぼ同じ大きさの岩のコアとして残されました。
天文学者は、GJ 1132 b の最初の大気からの水素の多くが、太陽系外惑星の溶融マグマ マントルに吸収され、現在ゆっくりと大気中に拡散している元素の貯留層を作成していると考えています。この分散により、宇宙に失われた水素が補充されます。
惑星の火山活動が、最初の大気に取って代わる二次大気を生成しているという事実は、研究者にとって大きな驚きでした。
この代替大気が天文学者にとって非常に興味深く有用であるのは、惑星の内部から来たという事実です。このように、水素、シアン化水素、メタン、アンモニアを豊富に含むその化学組成は、天文学者が代わりに太陽系外惑星の内部を研究できることを意味します。
「この 2 番目の大気は、惑星の表面と内部から発生するため、別の世界の地質学への窓となります」と、発見を行ったチームの一員である英国ケンブリッジ大学のポール リマーは説明します。 「それを適切に調べるには、さらに多くの作業を行う必要がありますが、この窓の発見は非常に重要です。」
この発見は、天文学者が通常大気を欠いていると予想している高度に照射された太陽系外惑星についての私たちの考え方を変える可能性があります。研究チームの別のメンバーである米国カリフォルニア州パサデナにあるカリフォルニア工科大学のジェット推進研究所のライッサ・エストレラは、次のように説明しています。 . 「しかし、ハッブルでこの惑星の既存の観測を調べたところ、そこに大気があることがわかりました。」
地球に似ているが、本当に違う
GJ 1132 b は地球といくつかの類似点を共有していますが、実際には非常に異なる世界です。 GJ 1132 b は同様の密度、サイズ、年齢で、約 45 億年です。さらに、両方の惑星は、水素が優勢な大気を持つ岩石の溶融ボールとして誕生しました。しかし、私たちの惑星は大気圏にとどまることができましたが、GJ 1132 b は強烈な放射線にさらされ、その世界のガス状のエンベロープが剥ぎ取られました。
両方の世界の形成を考えると、違いはさらに極端になります。 GJ 1132 b は、海王星に似ているが質量が小さい惑星である海王星系外惑星の生き残ったコアであるため、地球がそうであったと私たちが信じているように、地球の世界としてその生命を開始しませんでした。しかし、おそらく 2 つの世界の最も極端な違いは、それぞれの親星との関係です。
地球が快適な距離で太陽を周回し、その軸を中心に回転している間、GJ 1132 b はその赤色矮星の親星を猛烈に接近して周回しています。太陽系外惑星の公転周期がわずか 36 時間と非常に近い。ただし、軌道上の大きな違いはそれだけではありません。 GJ 1132 b は潮汐固定されており、軌道全体で同じ面が親星の方を向いています。
これは、太陽系外惑星が経験している唯一の熱源ではありません。親星に近いために惑星が経験する潮汐力と、その星の重力が惑星を永久に引き伸ばしたり圧迫したりしています。
この変形は、惑星の表面の下で熱に変換され、マントルの溶融状態を維持します。この潮汐加熱が極端な火山活動を引き起こし、惑星の薄い地殻に亀裂を生じさせ、ハイドロンが逃げて大気を補充できるようにしている可能性があります。
調査結果は疑問を提起します。私たちが目にしている地上世界のうち、実際に亜海王星の剥ぎ取られたコアはいくつあるでしょうか?
「最初から地球型ではない地球型惑星はいくつある?一部は亜海王星として始まり、光が原始大気を蒸発させるメカニズムを通じて地球人になるかもしれません」と、研究を主導したNASAのジェット推進研究所のマーク・スウェインは言います. 「このプロセスは、星がより熱くなっている惑星の寿命の早い段階で機能します。その後、星は冷やされ、惑星はただそこに座っているだけです。」
「つまり、最初の 1 億年で大気を調理して落ち着かせるこのメカニズムができたのです。そして、大気を再生できれば、それを維持できるかもしれません。」
チームによって行われた観測は、ハッブル観測プログラムの一部であり、この二次大気が十分に薄い場合、天文学者は実際に太陽系外惑星の表面を見下ろすことができるという興味深い可能性を提起します.
「この結果は、系外惑星の科学者が大気から惑星の地質について何かを理解する方法を提供するため、重要です」とリマーは結論付けています。 「大気中の水素と酸素の利用可能性の観点から、水星、金星、地球、火星など、私たち自身の太陽系の岩石惑星が比較惑星学の全体像のどこに当てはまるかを理解するためにも重要です。」
