宇宙の広がりは謎に満ちていますが、太陽系の外の恒星を周回する多様な系外惑星ほど興味深いものはありません。岩石の存在からガス状の巨大惑星に至るまで、これらの遠い世界は独特のパズルを提示しています。岩石のスーパーアースとガス状の亜海王星の間に位置する、地球の 1.5 倍から 2 倍の大きさの惑星が著しく存在しないということです。
現在、NASA の退役したケプラー宇宙望遠鏡のデータを利用した画期的な研究により、答えが得られるかもしれません。カリフォルニア工科大学/IPAC のジェシー クリスチャンセンが主導したこの研究は、このギャップが存在する理由についての洞察を提供します。鍵は？惑星の大気に影響を与えるプロセス。
「系外惑星の科学者たちは現在、このギャップがまぐれではないと言える十分なデータを持っている。惑星がこの大きさに到達したり、この大きさに留まることを妨げる何かが起こっている」とクリスチャンセン氏は語った。
この研究は、特定の海王星以下が大気を失い、縮小していることを示唆している。この現象は、質量が不十分であり、それによってこれらのガス層を保持するのに十分な重力が及ばないことが原因である可能性があります。
この大気損失は 2 つの主な現象によって説明されます。
- コアパワーによる質量損失 。このプロセスには、惑星の熱い核からの放射線が時間の経過とともに大気を押し出すことが含まれます。惑星の核が内部炉のように機能し、大気層を徐々に放出しているところを想像してください。
- 光蒸発 。対照的に、光蒸発は、惑星の大気が主星からの強い放射線によって剥ぎ取られるときに発生します。これは、氷を溶かす宇宙のヘアドライヤーのようなものだと考えてください。
このインフォグラフィックでは、系外惑星の主な種類について詳しく説明します。 クレジット:NASA/JPL-カリフォルニア工科大学。 これら 2 つのメカニズムを区別するために、クリスチャンセンのチームは、6 億年から 8 億年前に誕生したプレセペ星団とヒアデス星団を観察しました。これらの星団は宇宙的に見て比較的若いため、惑星の進化を研究するのに最適な実験室として機能します。惑星科学における仮定は、惑星は一般にその主星と同じくらい古いということです。したがって、これらの星を周回する亜海王星は、惑星のライフサイクルの特定の段階にある惑星を研究するまたとない機会を提供します。
結果は驚くべきものでした。プレセペとヒアデスのほぼ 100% の恒星には、依然として海王星の亜惑星または惑星候補がそれらを周回していました。海王星未満のこの高い保持率は、NASA の K2 ミッションで観測された古い星団とはまったく対照的でした。そこでは、8 億年を超える星のうち、周回する海王星未満が存在するのは 25% だけでした。その意味するところは明らかでした。光蒸発は、惑星の生涯のずっと早い時期（最初の 1 億年）に起こり、これらの若い海王星未満の大気喪失の主な原因ではあり得ません。
これは、炉心による質量損失が観測されたサイズギャップの説明である可能性が高いことを強く示しています。以前は、光蒸発が系外惑星の進化の初期段階でより重要な役割を果たしているというのが天文学者間のコンセンサスだった。プレセペやヒアデスのような若い星団で観察される大気保持の規模は、別の物語を示しています。
この研究は系外惑星の理解における大きな進歩を示していますが、それはより大きな宇宙のパズルの 1 ピースにすぎません。クリスチャンセン氏は、研究は進行中であり、今後の研究でこれらの発見がさらに検証されるだろうと述べています。
この発見は天文学ジャーナルに掲載されました。 .
ティビ プイウ
ティビは科学ジャーナリストであり、ZME Science の共同創設者です。彼は主に新興テクノロジー、物理学、気候、宇宙について執筆しています。ティビは余暇に、コンピューターで奇妙な音楽を作成したり、猫の毛づくろいをしたりするのが好きです。彼は機械工学の学士号と再生可能エネルギー システムの修士号を取得しています。
