JWSTが質量の大きい系外惑星形成の硫黄の手がかりを発見

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用した天文学者らが、HR 8799系の巨大系外惑星の大気中に硫黄を検出し、木星と同様の核降着によって形成された可能性を示唆した。この発見は従来のモデルを覆すもので、これらの惑星は木星の5〜10倍の質量を持ち、親星からはるか遠くを公転しているからだ。発見はカリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者らが主導し、Nature Astronomyに掲載された。

ペガスス座に位置し、およそ133光年離れたHR 8799星系には、木星質量の5〜10倍のガス惑星が4つ存在する。これらの惑星は15〜70天文単位の距離で親星を公転しており、これは塵と氷から固体核が形成され、その後にガスを降着させる核降着形成の従来モデルが予測する範囲をはるかに超えている。カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究科学者ジャン=バティスト・ルフィオ氏率いるチームは、JWSTのデータを用いて系内の内側3惑星の大気を解析した。分光法により、HR 8799 cに硫化水素を含む硫黄の痕跡を特定し、他の2惑星でも同様の可能性が高いことがわかった。硫黄のような耐火元素の存在は、重力不安定(褐色矮星形成に似る)ではなく核降着による形成を示唆する。「前例のない感度を持つJWSTにより、これらの惑星の大気の最も詳細な研究が可能になり、形成経路の手がかりが得られた。硫黄の検出により、HR 8799の惑星は木星の5〜10倍質量ながら予想外に木星と同様の形成をしたと推測できる」とルフィオ氏は述べた。系は約3000万年と若く、形成熱の検出が明確だ。惑星は親星比で炭素や酸素などの重元素含有量が多く、惑星起源を裏付ける。カリフォルニア大学サンディエゴ校の天文学・天体物理学教授クイン・コノパッキー氏は、「形成モデルは多岐にわたる。この結果は古い核降着モデルが時代遅れを示し、新モデルでは星から遠くで固体核を形成可能なガス惑星を検討中だ」と指摘した。ルフィオ氏はさらに、「惑星の最大サイズは? 木星質量の15、20、30倍でも惑星形成か? 惑星と褐色矮星形成の境界はどこか?」と問いかけた。HR 8799は4つの巨大ガス惑星を直接画像化した唯一の系で、他に少ない大型伴星を持つ系もある。研究はNASAの支援を受けた。

関連記事

Astronomers using the James Webb Space Telescope have detected an unusually metal-poor atmosphere on the Jupiter-sized exoplanet TOI-5205 b, which orbits a small, cool star. The planet's atmospheric metallicity is lower than that of its host star, challenging theories of giant planet formation. The findings come from a study led by researchers at NASA's Goddard Space Flight Center and Carnegie Science.

AIによるレポート

Astronomers have found a planetary system around a red dwarf star where a rocky world orbits beyond two gas giants, challenging standard models of how planets form. The discovery around LHS 1903 suggests planets may arise sequentially rather than all at once.

A team of astronomers in Japan has discovered evidence of a faint atmosphere surrounding the small trans-Neptunian object 2002 XV93. Previously, only Pluto was known to retain an atmosphere among bodies beyond Neptune due to its stronger gravity. The finding, made via a rare stellar occultation on January 10, 2024 and published in Nature Astronomy, indicates a short-lived atmosphere requiring continuous replenishment.

AIによるレポート

Astronomers using the James Webb Space Telescope have detected clear differences between the morning and evening sides of the ultra-hot exoplanet WASP-121 b. The observations show that the evening terminator is hotter and more expanded than the morning side.

このウェブサイトはCookieを使用します

サイトを改善するための分析にCookieを使用します。詳細については、プライバシーポリシーをお読みください。
拒否