天文学者の国際チームは、チリにある4台の巨大望遠鏡を使用して、ティロスとも呼ばれる系外惑星WASP-121bの大気の三次元構造をマッピングした。この偉業は、鉄とチタンが極端な嵐によって運ばれる、まったく異質な気候システムがどのように機能するかを初めて詳細に観察したことを示している。この研究結果は『Nature』誌に掲載されました。
「SF」の気候を持つ惑星
ティロスは 900 光年離れた南半球のこすか座にあります。この系外惑星は、主星 WASP-121 の危険なほど近くを周回する木星とほぼ同じ大きさの巨大ガス惑星であるホット ジュピターとして分類されています。公転周期はわずか30時間で、恒星と同期して回転し、常に同じ顔を恒星に向けています。
この研究の筆頭著者で欧州南天天文台（ESO）の研究者であるジュリア・ヴィクトリア・ザイデル氏は、この惑星の大気の挙動を「SF映画から飛び出してきたようなもの」と表現した。彼女は、この発見は、地球だけでなく既知の惑星において気候がどのように機能するかについての科学的理解に完全に疑問を投げかけていると述べた。
3層の独立した風
ESO の超大型望遠鏡 (VLT) は、太陽系のどの惑星とも構造的に異なる多層大気系を明らかにしました。分析により次のことが検出されました。
- 強烈なジェット気流がナトリウムを運び、ティロス島の赤道の周囲に広がり、地球の円周の半分にまで広がっている
- 鉄を高温側から低温側に移動させる独立した層が、これまでに観察されたことのない循環パターンを生み出します。
- ナトリウムジェット気流の上に位置する水素風の上層
ナトリウムジェット流は、昼側を通過する際に惑星自体の自転よりも速く移動し、上層大気を激しく揺さぶります。この行動は、木星、土星、その他の太陽系の世界では他に類を見ないものです。
半球間の極端な違い
ティロスの軌道幾何学は激しい気象条件を引き起こします。星に面した側は非常に高温になりますが、反対側はずっと冷たいままです。この温度差は、地球のハリケーンや木星の大赤斑と比較すると、想像を絶する強さの嵐のシステムの燃料となります。
「このような天候はこれまでどの惑星でも観察されたことがない」とザイデル氏は語った。 「太陽系で最も強い嵐でさえ、それに比べれば穏やかに見える。」
前例のない観測
この研究では、4 台の望遠鏡の機能を組み合わせて、大気の 3 次元構造をかつてないほど詳細にマッピングしました。天文学者がこれほどの深さと空間分解能で太陽系外惑星の大気層の組成と動きを研究することができたのはこれが初めてである。
この研究は、星の放射線、重力、自転がどのように相互作用して遠い世界の気象システムを作り出すのかについての将来の研究への道を開くものである。ティロスは、地元には存在しない極端な条件下で惑星大気物理学のモデルをテストするための自然実験室として機能します。
この発見は、系外惑星の多様性が科学者を驚かせ続けていることを裏付けており、水星、金星、地球、火星、そして太陽を周回する巨大ガス惑星の観測のみに基づいた仮定に疑問を投げかけている。
