NASAの観測データ解析によりチリの研究陣が450光年先の星周円盤で100万年未満の惑星Elias 2-24 bを捉える
チリのディエゴ・ポルタレス大学の博士課程に在籍するAndrea Bernardi氏が率いる天文学者チームは、ハワイにあるW. M. Keck Observatoryのコロナグラフ観測データとNASAが管理する過去のアーカイブ資料を詳細に分析し、地球から450光年の距離にある恒星の周囲で、誕生から100万年未満という史上最年少の系外惑星Elias 2-24 bの存在を確認した。この調査結果をまとめた研究論文は、天文学の学術誌The Astrophysical Journal Lettersに正式に受理され掲載された。
55天文単位の軌道で検出された木星質量の天体
木星と同等の質量を備える新天体Elias 2-24 bは、主星から太陽と地球の間の距離の55倍に相当する軌道上を周回しており、原始の星周円盤に残る濃密なガスと塵に包まれながら回転を続けている。チリ宇宙物理学研究所の教授で論文の共著者であるLucas Cieza氏は「Elias 2-24 bの存在は、現在の最良の惑星形成モデルであっても極めて重要な物理過程を見落としていることを示している」と従来の理論的限界を指摘した。かつて最年少記録を保持していたPDS 70およびWISPIT 2の周囲に存在する4つの天体はいずれも形成から500万年以上が経過しており、今回の発見はその記録を大幅に更新した。
- 主星Elias 2-24を取り巻く岩石や氷、ガス、塵で満たされた円盤内に明瞭な空隙を形成している構造上の特徴。
- これまでにカタログ化された6000個を超す既知の系外惑星の主流であるトランジット法では観測が困難な遠方軌道。
- 強い恒星光をコロナグラフで意図的に遮断することで、塵の中に潜む暗い原始惑星を直接捕捉した観測手法。
「円盤に見られる裂け目は惑星自身が物質を掃き集めて開いたものであるため、惑星はその空間内に必ず位置する」とAndrea Bernardi氏は述べている。観測チームはチリのアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計ALMAによる記録や、超大型望遠鏡VLTが捉えた発光点に関する過去10年間の未解決データに対し、2018年と2020年にKeck望遠鏡が記録した高精度データを照合することで軌道運動を完全に実証した。
宇宙望遠鏡が切り拓く惑星形成研究の展望
宇宙空間では星と惑星の形成が絶え間なく繰り返されているが、誕生直後の姿は厚い星間物質に遮られるため、天文学者らはこれまで計算機シミュレーションに頼らざるを得なかった。観測の壁が立ちはだかる。主星から遠く離れた領域でこれほど短期間に木星規模の天体へと成長した物理的証拠は、初期太陽系の進化を解明する貴重なタイムカプセルとなる。Lucas Cieza氏は、8月30日に打ち上げられたNASAのNancy Grace Roman Space Telescopeに搭載された先進的コロナグラフにより、主星により接近した軌道にある原始惑星の直接探査が本格化すると結んだ。
