ニューメキシコ大学のマロリー・ハリス率いる研究チームは、2026年7月12日に重要な発見を発表した。それは、NASAのTESS衛星からのデータを使用し、そのミッションでは予期されていなかった方法である重力マイクロレンズ技術を使用して系外惑星を特定したというものである。
NASAによると、TESSが重力マイクロレンズ法を用いて別の恒星の周りを周回する惑星を検出したのは今回が初めてだという。研究チームの結論は詳細に記載され、権威ある科学雑誌「The Astrophysical Journal Letters」に掲載されました。
TESS衛星はどのようにして遠く離れた系外惑星を特定したのでしょうか?
新たに報告されたこの系外惑星はガイア２３ブラｂと名付けられ、木星の約１．６倍の質量を持つ巨大ガス惑星である。かなりの大きさがあるため、これらの特徴を持つ惑星は「スーパージュピター」と呼ばれることがよくあります。
Gaia23bra b は、太陽の約 0.8 倍の質量を持つ K 型恒星を、約 4.8 天文単位の距離で周回していると推定されています。この軌道は、私たち自身の系における太陽と木星の間の距離に似ています。
この発見をさらに注目すべきものにしているのは、地球とガイア23bra bを隔てる約14,000光年という膨大な距離である。
TESSは、主に「トランジット法」によって惑星を探索するように設計されており、地球から約150光年離れた天体に運用を集中させている。このため、予想される探査範囲をはるかに超えたところにある系外惑星をどのようにして検出できたのかという疑問が生じます。
トランジット法は、惑星が主星の前を通過する際の主星の明るさの小さな変化を観察することにより、間接的に系外惑星を検出します。これらの出来事の繰り返しにより、惑星の公転周期を決定し、光度曲線に基づいてその直径や大気の存在さえも推定することが可能になります。
重力マイクロレンズによる検出を可能にする要因の出会い
答えは「重力マイクロレンズ」現象にあります。この現象は、地球に近い前景の星 (レンズ星) が背景の遠い星 (源星) の前を通過するときに発生します。レンズ星の質量によって引き起こされる時空の湾曲により、光が光源の星から遠ざかるように曲げられ、地球上の観測者には光源の星が一時的に明るく見えます。
したがって、重力マイクロレンズ現象により、遠くの星と地球の間を通過する天体を検出できるようになります。この技術により、本来の系から外れてしまったブラックホールや浮遊惑星など、自ら光を発しない天体や電磁波による直接観測が困難な天体の存在を特定し、質量を推定することが可能になります。この観察方法は「重力マイクロレンズ法」として知られています。
重力マイクロレンズ法の興味深い点は、恒星の伴星やトランジット星の惑星を検出できることです。遠方の星の明るさを光度曲線上にプロットすると、レンズ星を周回する惑星または二次星の存在により、光度曲線に明確なスパイク状の変化が生じ、追加のレンズとして機能します。
NASAは、ガイア23ブラbとその主星によって引き起こされる明るさの増加現象が、ESA（欧州宇宙機関）が運用するガイア宇宙望遠鏡によって2023年にすでに検出されており、「ガイア23ブラ」という名前の警報を発したことを示唆した。しかし、ガイアの観測は散発的かつ広い時間間隔であったため、当時の惑星の存在は確認できませんでした。
そこで研究チームはTESSの観測データを分析し、その衛星が偶然にもりゅうこつ座の同じ領域を200秒間隔の高頻度で監視していたことを発見した。光の最小の変化を捉えたガイアとTESSからのデータを組み合わせて詳細に分析した結果、最終的に惑星の存在が確認されました。
通過法のみに重点を置いて構築された TESS にとって、重力マイクロレンズによる惑星の検出はまったく予想外でした。この研究の共著者であるニューメキシコ大学のダイアナ・ドラゴミル教授は、「TESSのデータには、重力マイクロレンズ現象を引き起こしたさらに多くの惑星、我々が探そうとも思わなかった惑星が含まれている可能性がある」と強調した。
宇宙探査の未来とナンシー・グレース・ローマン望遠鏡
この進歩は、宇宙望遠鏡からのデータを独特の特性と組み合わせることの威力を改めて証明しています。さらに、今回の発見は、2026年8月下旬に打ち上げ予定のNASAの次世代宇宙望遠鏡ナンシー・グレース・ローマンのミッションを後押しすることになる。
ローマの望遠鏡の主な目的は、重力マイクロレンズ法を使用して、星が密集している天の川銀河の中央領域にある約 1,000 個の系外惑星を検出することです。 TESS は空の広大な領域をカバーしますが、この TESS によって発見された惑星のように、両方の機器によって発見された惑星を比較することで、天の川銀河の多様な環境における惑星形成についての理解が大幅に深まる可能性があります。
