2つの太陽を持つ巨大惑星、地球から446光年離れた天文学者によって発見される

ノースウェスタン大学とエクセター大学の研究者が参加する国際天文学者チームは、一対の恒星を周回する巨大ガス惑星の存在を確認した。この発見は、空に2つの太陽があることで知られるスター・ウォーズ物語の惑星タトゥイーンを彷彿とさせるSFのイメージを呼び起こします。

HD 143811 AB b としてカタログ化されているこの惑星は、太陽系から約 446 光年のところにあります。それは、地球に比較的近い広大な星形成領域であるさそり座・ケンタウルス星連合の一部であり、若い惑星系の進化に関する研究の頻繁な対象となっています。

この発見は、これまでに記録された恒星のペアに最も近い、2 つの恒星を周回する周連系系外惑星の直接的な画像を表しているため、特に重要です。この確認は、新しい観測と組み合わせたアーカイブデータの再分析によって可能となり、新しい発見のための天文学アーカイブの継続的な可能性を実証しました。

新たに発見された巨大ガス惑星の特徴

HD 143811 AB b は、太陽系最大の惑星である木星の推定質量の 6 倍の巨大ガス惑星として分類される、印象的な規模の世界です。その若さはわずか 1,300 万年前であり、その発見には重要な要素となります。宇宙的な観点から見ると、この年齢は最近のものと考えられており、これは惑星がその形成過程で生成された熱の多くをまだ保持していることを意味します。この残留熱の放出により赤外線スペクトルが明るくなり、直接画像化技術を使用して観察しやすくなります。その表面の温度は非常に高く、摂氏約 769 度であると推定されており、人を寄せ付けない環境であり、私たちの星系内で見られるものとは大きく異なります。高い質量、高温、そして 2 つの恒星放射線源に近いという組み合わせにより、この惑星は複雑でダイナミックな環境で惑星が形成され進化する極限の条件を研究するための自然な実験室となっています。

システムの複雑な軌道ダンス

HD 143811 AB b 系の軌道力学は、重力相互作用の興味深い例です。この巨大な惑星は、約 300 地球年かけて 2 つの星の周りを 1 回転します。その軌道は広大で、この恒星の質量中心から約 60 天文単位 (AU) の距離にあり、これは地球と太陽の間の平均距離の 60 倍に相当します。この大きな距離にもかかわらず、これはこれまでに撮影された周回惑星の中で最も近い軌道である。

惑星が長い旅をするにつれて、2 つの主星は独自の軌道ダンスを実行し、わずか 18 日の周期ではるかに速いペースで互いの周りを回転します。安定した軌道にある遠方の惑星とコンパクトな恒星対のこの構成は、銀河系で一般的な連星構成における惑星系の形成と安定性をモデル化する科学者にとって貴重なデータを提供します。

検出・確認方法

HD 143811 AB b の発見は、綿密なデータレビュー作業の結果でした。研究チームは、2016年から2019年にかけて、チリにあるジェミニ南望遠鏡で動作する機器であるジェミニプラネットイメージャー（GPI）からのファイルを分析した。GPIは、近くの恒星を周回する若い系外惑星が発する微弱な光を検出するように特別に設計された。

南半球での GPI 運用が終了した後、科学者たちは、初期の分析で見逃された可能性のある信号を探すために、膨大なデータのコレクションを精査することに専念しました。連星系の近くにあるかすかな光の点が研究者の注意を引きました。

この物体が遠方の背景星ではなく、実際に惑星であることを確認するために、天文学者たちはハワイの W. M. ケック天文台からの追加の観測を利用しました。異なる時期の画像を比較することで、光の点が一対の星と一緒に移動することを確認でき、それらの重力関係が確認された。

特に、データ再解析アプローチにより、2 つの異なる研究グループが独立して同じ結論に達することができ、発見の正当性が強化され、天文データの保存と再調査の重要性が強調されました。

連星系における惑星の希少性

これまでに 6,000 個を超える系外惑星が確認されていますが、連星系を周回しているのが発見されているのはそのうちのほんの一部だけです。周連惑星として知られるこれらの世界を検出することは、かなりの技術的課題です。主な難点は、主星の強烈な明るさにあり、伴惑星から反射または放出される微弱な光が影を落とす傾向があります。

この場合に使用される直接イメージング技術は、最も難しい技術の 1 つですが、惑星から直接来る光子を捕捉できるため、最もやりがいのある技術の 1 つでもあります。ただし、これは主に、恒星から遠く離れた軌道にある巨大な若い惑星に対して効果的です。この方法を使用して発見された周回惑星はほんの一握りです。

これらのシステムは、恒星と惑星の軌道を同時に研究できるため、科学にとって非常に価値があります。 3 つの天体 (2 つの星と惑星) 間の複雑な重力相互作用は、軌道力学と惑星形成に関する理論の厳密な実験場となります。

惑星形成に関する仮説

HD 143811 AB b の形成に至った正確なプロセスは、依然として専門家の間で議論の的となっています。惑星形成に関する伝統的な理論は、連星系内のこれほど広い軌道にある巨大ガス惑星の存在を説明しようとする際に課題に直面している。

主な仮説の 1 つは、重力の不安定性に関する仮説です。この仮説では、もともと若い星を取り囲んでいたガスと塵の円盤が、それ自身の重力の不安定性によって断片化し、比較的迅速に 1 つまたは複数の巨大惑星の形成につながりました。もう1つの可能性は、最初に岩石のコアが形成され、次に広大なガス大気を蓄積し、その後円盤や他の天体との相互作用によりより遠くの軌道に移動するコア降着モデルです。

可視化と今後の研究

この発見を説明するために、研究者らは長年の観測を通じて恒星対の周りを回る惑星の軌道運動を示す一連の微速度撮影画像を作成した。この視覚的な記録は、惑星の軌道を確認するだけでなく、その軌道のパラメータを調整するのにも役立ちます。

HD 143811 AB b の確認により、将来の観測への道が開かれます。天文学者たちは、その全軌道をより正確にマッピングするために、システムの監視を継続する予定です。科学誌「アストロノミー＆アストロフィジックス」に掲載されたこの詳細な研究は、複数の恒星系における惑星の人口動態と特徴に関する将来の研究の基礎となる。

さそり座とケンタウルスの関係の重要性

さそり座とケンタウルスの関連におけるこの星系の位置が発見の鍵となります。この領域は太陽に最も近い大質量星形成領域であり、数千の若い星が含まれています。これらの星の年齢が比較的若いということは、それらを周回する惑星も若く、より多くの熱を放出し、直接画像検出のターゲットとなりやすいことを意味します。