【科学ニュース】太陽系外惑星の中で高温すぎて分子がバラバラに存在しているものがあることが判明！

・KELT-9bは、表面温度が4,300°Cの最も高温で知られるの太陽系外惑星です。

・高温すぎて、（大気中の）水素ガスの分子でさえ、昼間はばらばらになっています。

・分子は、惑星の夜時間を流れるときに再形成されています。

 

2017年、天文学者はKilodegree Extremely Little Telescopeで個性的な太陽系外惑星を発見しました。 初期星A型主系列星で恒星KELT-9(HD 195689)の周りを公転し、地球からほぼ670光年離れています。

 

KELT-9bと呼ばれる、太陽系外惑星の軌道は、星に近すぎて生命は存在できません。 木星の2.8倍の重さで2倍の大きさです。 KELT-9bは摂氏4,300度の表面温度を持ち、これまでで最も高温な惑星です。

 

最近、天文学者のチームがNASAのSpitzer宇宙望遠鏡でこの太陽系外惑星について非常に興味深いものを発見しました。 KELT-9bは非常に高温であるため、（大気中の）水素ガスの分子でさえ、昼間は破片状に引き裂かれ、水素ガス分子は、分離された原子が惑星の夜側の周りを流れるときに再形成されます。

 

惑星の夜側も非常に高温ですが、昼間と比べるとわずかに冷却されているため、水素ガス分子は、昼間に再び分裂するまでは再形成されるのです。

 

 

どのように発見されたのでしょうか？

この研究で、研究者たちは、非常に遠い太陽系外惑星を分析する技術と検証の複雑さが増していることを示しました。遠くの存在が発見され、最も明るく最も高温の分子のメルトダウンの様子が明らかになりつつあります。

 

KELT-9bの温度プロファイルを解析するために、研究者は赤外線のデータをキャプチャするSpitzer宇宙望遠鏡を使用して、熱の小さな変動を測定しました。

 

数時間にわたる観測により、太陽系外惑星が主星であるKELT 9を中心に回転しながら段階的に現れるため、大気の変動が判明しました。

 

研究者は、太陽系外惑星をさまざまなところから観察することによって、夜側と昼側の違いを捉えることができました。惑星の軌道は星にとても近く、星の周りの1回転を完了するのにたった1.5日しかかかりません。

 

参照：天体物理ジャーナルレター| DOI：10.3847 / 2041-8213 / ab5b09 | NASA

 

惑星の軌道は周期的に固定されています。つまり、惑星は常に星には一面しか見せません。 KELT-9bの片側では、昼間が永遠に続きますが、反対側では夜間が永遠に続きます。

 

KELT-9bの昼間の温度は4,600ケルビンに達し、どの低質量星よりも高温です。 系外惑星は、主星から強い放射線を受けており、現在、急速な大気圏外への脱出が起こっています。

KELT-9b が主星 KELT-9の周りを回っている様子 | Credit: NASA

 

KELT-9bは他の多くの太陽系外惑星とはまったく異なりますが、同じ事態が起こるウルトラホットジュピターはほとんどありません。

 

 

今まで解明されていなかったこと

研究チームは現在、熱とガスが惑星の一方から他方へどのように流れるかを解明しようとしています。 この流れと放射は互いにどのようなバランスをとっているでしょうか？

 

コンピューターシミュレーションは、KELT-9b大気の挙動がさまざまな温度で行われることを示しています。水素分子は、分離（分子が引き裂かれた）や再結合（分子が再構成される）と呼ばれるプロセスを経ます。

 

さらになる観測により、太陽系外惑星の昼間の「ホットスポット」は、予想されていた場所より逸脱していることが明らかになりました。 この逸脱の背後にある謎を解明するために、科学者は今後数年間で太陽系外惑星を詳細に調査していく予定です。