Elias 2-24 b の軌道を国際研究チームが特定し誕生から 100 万年未満の最年少系外惑星を宇宙軌道で捉える
国際天文学研究チームは、地球から約450光年の距離に位置する恒星の周囲で、形成開始から100万年未満とみられる太陽系外惑星Elias 2-24 bの軌道を特定した。観測史上最年少となるこの惑星は木星に匹敵する質量を保持し、母恒星を取り巻くガスや塵の原始惑星系円盤内部に留まっている。
この惑星の名称は、付近の若い星形成領域を調査した天文学者J. H. Eliasに由来する母恒星Elias 2-24に基づいている。学術専門誌The Astrophysical Journal Lettersに検証結果が掲載された。これまで最年少とされた天体は、PDS 70系やWISPIT 2系に存在する500万年以上の惑星だった。
従来の天体物理学モデルでは、木星のような巨大ガス惑星が太陽相当の恒星間距離で形成されるまでに約500万年を要すると計算されてきた。恒星から遠く離れた外縁部では物質の集積速度がさらに遅くなるため、100万年未満の成長完了は従来の理論と矛盾する。
Elias 2-24 bは太陽と地球の距離の55倍に及ぶ遠方軌道を周回している。収集された観測値は、巨大惑星の凝縮速度に関する理論計算に大幅な修正を迫る。チリ天体物理学研究所のLucas Cieza教授は、従来の形成モデルでは既知の最年少記録すら説明が困難だった事実を指摘した。
チリに設置されたアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ALMA）の測定データは、恒星周囲を取り巻く物質円盤に生じた物理的な隙間を捉えた。研究陣が抱いていた10年越しの疑問は、この検出によって解消された。さらに同国の超大型望遠鏡（VLT）も、同じ座標において微弱な光の放射を記録した。
高精度観測網による原始円盤の隙間検出と直接撮像
チリのディエゴ・ポルタレス大学に所属するAndrea Bernardi研究員は、ハワイのW. M. ケック天文台が記録した7つの恒星データを精査した。調査対象となったすべての領域に、惑星誕生と合致する物質の断絶構造が存在していた。
- 中心星の強烈な放射をコロナグラフ装置で物理的に隠蔽
- 物質円盤の空隙部から漏れるかすかな光学的シグナルを追跡
- 2018年および2020年の観測データを照合して固有運動を算出
研究チームは背景の恒星や機器のノイズを完全に除外した。光を遮断した。Andrea Bernardi研究員は、惑星が周囲の塵を掃き清めながら自らの軌道空間を形成している現場そのものを発見したと説明した。
約6000個に達する既知の太陽系外惑星の大半は、恒星の手前を横切る際の光量低下を測るトランジット法によって検出されてきた。しかし濃密な塵が存在する遠方軌道では光の減光測定が困難を極める。現行の観測技術では誕生直後の惑星を直接捉える限界が存在していた。
NASAが開発を進めるナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡は、強力な恒星光を抑制する次世代コロナグラフ技術を搭載している。最新の宇宙観測装置は、主星に近い内側軌道に位置する木星型惑星の撮影を計画している。
