地球から40光年離れた系外惑星「ヘルワールド」からの謎の熱の痕跡

20年近くにわたり、科学者たちはかに座55番星として知られる巨大な惑星からの不可解な信号を追跡してきました。

約40光年離れたところにある、いわゆるスーパーアースである灼熱の「惑星地獄」は、昼間の気温が華氏4,400度以上に達することがある。

近いうちに、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の助けを借りて、研究者らはこれらの信号を完全に解読し、惑星がその大気をすべて生成し、親星の強烈な熱の下で放出しているかどうかを証明したいと考えている。

惑星がこの星コペルニクスを通過したとき、科学者たちは、この光がかに座 55 番の地獄の大気を地球に向かって通過するときに、日食とコペルニクスの星からの小さな光の輪を記録しました。

昨年9月に発表された、かに座55番星の大気の蒸発と若返りに関する新しい理論は、これらの日食の記録を再調査した後に開発された。

研究者の新しい予測は、かに座55番地に「薄くて一時的な二次大気」、つまり絶え間ない火山活動により常に揮発性のある大気である。

2004 年にかに座 55 番星が発見された後、科学者たちは、そこには火山、流れる溶岩、そして「雨」の岩の嵐を運ぶ高速風があった可能性が高いと判断しました。

夜の涼しい側であっても、かに座 55 度の気温は、約 2,060 度の溶岩の極度の熱で推移しています。

ニューヨークにあるフラットアイアン研究所計算天体物理学センターのリリー・ジャオ氏によると、この惑星はおそらく非常に高温で、「私たちが知っているものは何も地表では生存できないだろう」という。

の 新しい研究 彼は、3 つの別々の宇宙望遠鏡から収集した可視光と赤外光を使用して、かに座 55 座を囲むこの絶えず変化する大気のガス組成をモデル化しました。

本質的に、この地獄のような惑星の火山は定期的に高温のガスを噴出していると考えられており、このプロセスは自然に「ガス放出」と呼ばれ、惑星全体を新しい大気層に押し上げます。

しかしすぐに、時計仕掛けのように、太陽の過酷な放射線と太陽風により、かに座 55 番星から新しく過熱した大気のほとんどが奪われてしまいました。

しかし、新しい研究の著者によると、天体物理学者は、 ケビン・ヘン ドイツのルートヴィヒ・マクシミリアン大学によると、この新たな大気の変化は、これまでの理論が示唆しているように、地球全体が「はげ岩」になるわけではないという。

「このコントラストにもかかわらず、その推移性の深さは」とヘンは書いた。 [the area of eclipsing planet to its eclipsed star] 時間が経ってもかなり安定しており、不透明な素材とは互換性がありません。」

言い換えれば、最も「禿げた」状態であっても、何らかの大気がまだ存在しているように見えますが、それは赤外線の熱的特徴によってのみ可視化されます。

ヘン博士は、スピッツァー宇宙望遠鏡とキューブ宇宙望遠鏡を含む 3 つの軌道望遠鏡から、薄く常に更新される「二次大気」の可能性を示す証拠を発見しました。

「ガスを放出した大気は逃げて再生するため、すぐに放射バランスに適応し、温度変動により赤外線日食の深さが変化します」とヘン氏は書いている。

ヘン氏の研究が雑誌に受理されました 天体物理学ジャーナルレター、しかしまだレビューされていません – 彼は仮説を確認するために、かに座 55 番大気中にさまざまなガスが存在する可能性をテストしました。

メタンよりも一酸化炭素と二酸化炭素の可能性が高いことがわかりました。

「純粋なメタンを含む大気は、十分なレイリー散乱を生成しないため除外されました」と Heng 氏は書いています。

レイリー散乱は、大気がどのように曲がり、減衰し、一般に光と相互作用するのかについての実証済みの規則であり、この原理を最初に定式化した 19 世紀の英国の物理学者レイリー卿にちなんで名付けられました。

本当の地獄世界に関するこれまでの理論によれば、かに座 55 番星を囲むガスの層がないとき、この惑星は赤外線のみを放射します。

これらの科学者たちは、大気が存在する場合、変動する可視光と赤外光の両方が送信信号に寄与すると以前に予測していました。

しかし、ヘニヒの理論は、希薄な大気が常に残る可能性がある「概念実証」数学モデルを探求するために、赤外線の証拠に焦点を当てた。

ヘン氏を含む天体物理学者らは、NASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が、太陽系の中心にあるコペルニクスと地球に近いここの望遠鏡の間を通過する「地獄の惑星」からの赤外線と可視光の変化を測定するのに役立つことを期待している。 。

「地獄の惑星」は主星に非常に近いため、新たな軌道を 20 時間未満で完了します。これも環境の不安定の一因となっている可能性がありますが、データを収集するための多くの通過と多くの日食を意味します。

「ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡による今後の観測では、表面温度だけでなく大気の温度と表面圧力も測定できるようになるだろう」とヘン氏は新しい論文で書いている。