太陽系外「衛星」の存在が濃厚に、確認されれば初10/5(金) 17:18配信
 海王星サイズの巨大な衛星？ ハッブル宇宙望遠鏡で観測
地球から約8000光年の彼方で、「ケプラー1625b」という巨大惑星が、年老いた主星の周りを1地球年の公転周期で回っている。この惑星には旅の仲間がいるようだ。
ハッブル宇宙望遠鏡 の傑作画像 50点 科学者たちは、ケプラー1625bから見上げる空には、海王星サイズの特大の「月」がかかっているのではないかと考えている。つまり太陽系外惑星の周りを回る「太陽系外衛星」だ。これが確認されれば、初の系外衛星となる。 この天体の存在が最初に示唆されたのは2017年7月のことだった。科学者たちはこのとき、ケプラー1625bと一緒に主星の周りを回る天体があることを示す証拠を発見したと、暫定的な発表を行った。その後、2017年10月にハッブル宇宙望遠鏡がこの星の観測を始め、系外衛星の存在を裏付けるのに十分なデータを収集することが可能になった。 今回の発見をした2人の科学者は、この驚くべき主張を立証するため、ほかの科学者が独自に確認を行うことを希望している。 10月3日付けの学術誌「Science Advances」にこの発見についての論文を発表した米コロンビア大学のアレックス・ティーチー氏は、「徹底的に吟味したつもりですが、私たちが考えもしなかったようなことを、ほかの研究者が思いつくこともあるでしょう」と言う。「そうした説により私たちの系外衛星仮説が肯定されるか否定されるかは、まだわかりません」 米マサチューセッツ工科大学のサラ・シーガー氏は、現時点では判断を控えたいと言う。 「系外衛星は、系外惑星研究者がまだ発見していない主要な天体の1つです」とシーガー氏。「最初の系外衛星探しがこうして進んでいくのは、非常に興味深いことです。しかもそれが、海王星サイズの、異様に大きい衛星だというのですから」 月の影
天文学者たちは近年、様々な手法を用いて宇宙の無数の星々の中から数千個の惑星を見つけ、その存在を確認してきた。
つい最近まで、系外惑星の周りを回る衛星は見つかっていなかったが、天文学者たちは、こうした衛星の存在を強く信じてきた。私たちの太陽系には、惑星より多くの衛星が存在しているからだ。しかし、系外衛星の存在を示唆するわずかな手がかりを検出するのは、技術的に非常に難しい。 論文共著者で米コロンビア大学のデビッド・キッピング氏は、これまで10年近く、NASAのケプラー衛星が送ってきたデータをふるいにかけて、系外衛星を探してきた。2009年に打ち上げられたケプラー衛星は、4年にわたって星空に目を凝らし、系外惑星が主星の手前を横切るときに主星がわずかに暗くなるトランジットという現象を観測していた。 天文学者は、恒星が暗くなるタイミング、減光の程度、持続時間を調べることで、惑星の大きさや主星からの距離を計算することができる。キッピング氏は、衛星が十分に大きければ、主星の減光のパターンにその痕跡を見いだすことができるはずだと考えた。大きな衛星は、惑星が主星の前を横切るタイミングに影響を及ぼすだけでなく、それ自体が主星の減光を引き起こすと考えられるからだ。 キッピング氏は記者会見で、「いちばん大きいものが、いちばん見つけやすいのです」と語った。「今回の衛星系はいちばん見つけやすかったというだけで、一般的な形ではないのかもしれません」 衛星の影響を見きわめる
ケプラー衛星が発見した約300個の系外惑星を調べたキッピング氏とティーチー氏は、ケプラー1625bのデータ中に系外衛星の影響と思われるゆらぎを発見した。惑星の周りに大きな天体があり、惑星をふらつかせているように思われたのだ。この惑星の外側の軌道を回る別の天体の重力がふらつきの原因である可能性もあった。しかし、すべての証拠が衛星の存在を示唆していた。
この奇妙な惑星系について正確なデータを収集し、偽の信号である可能性を排除するのに活躍したのが、高性能のハッブル宇宙望遠鏡だった。2017年10月、ケプラー1625bでトランジットが起こる時期に、ハッブル宇宙望遠鏡は、この系の明るさを40時間にわたって正確に測定し、ケプラー衛星と同じく系外衛星の存在を示唆するパターンを発見した。 ケプラー1625bは予想より77.8分早くトランジットを開始した。これは、大きな衛星の重力によるふらつきのためだと考えられる。そして、惑星がトランジットを終えてから約3.5時間後、ハッブル宇宙望遠鏡は2回目の減光を検出した。これは、惑星に続いて衛星が主星の前を横切ったことによるものと考えられた。 米エール大学のグレッグ・ラフリン氏は、これらの観測結果はいずれも巨大な系外衛星が存在すると考えれば矛盾なく説明できると言う。けれども彼はまだ確信はしておらず、2019年5月に起こる次のトランジットの際に、ハッブル宇宙望遠鏡か別の宇宙望遠鏡を使って、もう一度観測されることを期待している。 「トランジットのタイミングの変動と、衛星による第2の減光が見られれば、衛星の存在を裏付ける強力な証拠になるでしょう」とラフリン氏は言う。 キッピング氏とティーチー氏は、衛星が存在する場合に次のトランジットがどのように進行するかを、すでに予測している。あとはその時を待つだけだ。 「確実に検出されると思います」とラフリン氏は言う。「軌道の関係で少々待たなければいけませんが、2075年とか、そういう話ではないのですから」 パンドラかエンドアか
ティーチー氏とキッピング氏の計算によれば、衛星が存在するなら、その大きさと質量は氷の巨大惑星である海王星と同じくらいだろうと考えている。衛星は木星サイズの惑星から約300万km離れた軌道を公転し、惑星から衛星を見上げると、地球から見た月の約2倍の大きさに見えるだろう。これだけ大きな衛星がどのように形成されたのかは不明だが、ほかの天体の衝突によって誕生したか、海王星の衛星トリトンのように、巨大な惑星の重力に捉えられた可能性がある。
いくつかの点で、この系外惑星系は地球と月の関係をスケールアップしたように見える。ケプラー1625bとその衛星の相対質量は地球と月の相対質量とほぼ同じだし、衛星の公転軌道の相対的な大きさもよく似ている。 さらに、主星からケプラー1625bまでの距離は、太陽から地球までの距離とほぼ同じだ。ただし、主星は太陽の約2倍の年齢で、赤色巨星への進化の途上にある。そのため、系外衛星の温度は75℃前後である可能性があるが、研究チームは、主星がもっと若かった頃には、もっと穏やかな温度で、生命が存在できたかもしれないと言う。 キッピング氏は、「もしかすると私たちは、昔よりも膨らんだ状態の衛星を見ているのかもしれません」と言うが、彼もティーチー氏も、この惑星と衛星に生命が存在できるかを考えることにはあまり興味がないとしている。 巨大なガス惑星ケプラー1625bが、映画『アバター』に登場する衛星パンドラのように生命が存在できる衛星を引き連れているだろうかと問われれば、答えはおそらく「ノー」だ。しかし、今回の発見は、SF映画でおなじみの地球によく似た衛星が宇宙のどこかにあるかもしれないことを示している。 「個人的にはパンドラよりもエンドアの方がピンとくるのですが」とティーチー氏は言う。「私は『スター・ウォーズ』ファンなので」 文＝Nadia Drake／訳＝三枝小夜子 |
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