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2020年01月18日12:01

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111光年先の<赤色矮星のまわりを公転する系外惑星K2-18b>に水 降雨や生命の可能性<!

太陽系外惑星


出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』


銀河系内の恒星にどれだけ惑星が一般的に存在するのかを示したイメージ図[1]


2017年11月26日時点で、各々の年に発見された太陽系外惑星の個数を示したグラフ[2]


木星と太陽系外惑星の一つであるTrES-3の大きさを比較した図。TrES-3は、わずか31時間で主星の周囲を公転しており[3]、またサイズが大きく、主星に近い軌道を公転しているホット・ジュピターなので、トランジット法で検出するのが容易な惑星の一つである。


HARPSが発見した主な太陽系外惑星の想像図

太陽系外惑星(たいようけいがいわくせい、英語: Extrasolar planet)または系外惑星(英語: Exoplanet[4])とは、太陽系の外にある惑星である。その存在を示すとされた初めての証拠は1917年に記録されたが、その証拠は認められなかった[5]。科学的観測に基づいて初めて太陽系外惑星が発見されたのは1988年であったが、後にそうであると確認されるまでは太陽系外惑星としては受け入れられなかった。初めて太陽系外惑星が正式に確認されたのは1992年で、太陽系外惑星エンサイクロペディアの統計によると2020年1月1日時点で4,160個の太陽系外惑星が確認されており、惑星系を持つことが確認されている恒星は3,090個で、そのうち676個が複数の惑星を持っている[6][注 1]。

2004年から観測を行っている高精度視線速度系外惑星探査装置(HARPS)では約100個の太陽系外惑星が発見されているが、2009年から観測を行っているケプラー宇宙望遠鏡は2,000を超える太陽系外惑星を発見しており、また数千個もの[7][8]惑星候補を検出しているが[9][10]、そのうちの約11%は誤検出である可能性が示されている[11]。いくつかの恒星では、周りを複数の惑星が公転している様子も観測されている[12]。太陽のような恒星の約5分の1[注 2]はハビタブルゾーン内に「地球サイズ[注 3]」が存在するとされており[注 4][13][14]、銀河系に2,000億個の恒星があると仮定すると[注 5]、潜在的に居住可能な惑星は銀河系内に110億個存在していることになり、赤色矮星の場合も含めるとその数は400億個に及ぶと見積もられている[15]。

知られている中で最も質量が小さな太陽系外惑星はDraugr(PSR B1257+12 A、PSR B1257+12 b)で、月の約2倍の質量しか持たない。一方で、NASA Exoplanet Archiveに記載されている最も質量が大きな太陽系外惑星はHR 2562 bで[16][17]、木星の約30倍の質量を持つが、惑星の定義に基づくとこの質量は惑星とみなすには大きすぎるため、褐色矮星に分類される可能性がある。太陽系外惑星には主星に非常に近い軌道をわずか数時間で公転しているものや、とても遠くに離れて数千年かけて公転しているものもあり、中には主星と重力的に結び付いているかどうかも曖昧なほど離れているものもある。これまで発見されてきた太陽系外惑星のほとんどは銀河系内に位置しているが、銀河系から遠く離れた別の銀河内に存在する銀河系外惑星が存在する可能性を示す証拠も見出されている[18][19]。現在、知られている最も太陽系に近い太陽系外惑星はプロキシマ・ケンタウリbで、約4.2光年(約1.3パーセク)離れている[20]。

太陽系外惑星の発見は、地球外生命探索への関心を強めてきた。地球上における生命の前提条件である、液体の水が表面に存在する可能性がある領域ハビタブルゾーン内を公転する惑星には、より大きな関心が集まっている。惑星の居住可能性についての研究において、生命が存在しうるのに必要な惑星の地球との適合性には、それ以外にも様々な要因が考慮する必要がある[21]。

太陽系外惑星に加えて、恒星を公転せずに単独で存在することが多い自由浮遊惑星と呼ばれる天体も存在する。それがWISE J0855-0714のようなガスジャイアントの場合、準褐色矮星と扱われることもある[22]。銀河系内に自由浮遊惑星は10億個以上存在すると考えられている[23][24]。


目次 [非表示]
1 命名 1.1 固有名

2 探査の歴史 2.1 初期の推測
2.2 疑わしい主張
2.3 確認された惑星
2.4 惑星候補の発見

3 方法論 3.1 発見方法

4 太陽系外惑星の種類 4.1 軌道による種類
4.2 主星による種類
4.3 軌道と大きさによる種類
4.4 物理特性による種類 4.4.1 候補なし


5 形成と進化
6 主星
7 一般的な特徴 7.1 色と明るさ
7.2 軌道
7.3 磁場
7.4 プレートテクトニクス
7.5 火山活動
7.6 環
7.7 衛星
7.8 大気
7.9 日射のパターン

8 脚注 8.1 注釈
8.2 出典

9 関連文献
10 関連項目
11 外部リンク
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー以上転載ーー
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E7%B3%BB%E5%A4%96%E6%83%91%E6%98%9F


111光年先の系外惑星に水 降雨や生命の可能性は?


1/18(土) 10:20配信

NIKKEI STYLE


111光年先の系外惑星に水 降雨や生命の可能性は?


赤色矮星のまわりを公転する系外惑星K2-18bの想像図。このタイプの系外惑星で大気中に水の存在が確認されたのは、今回が初めてだ。(ILLUSTRATION BY M. KORNMESSER, ESA/HUBBLE)


 2019年の宇宙に関するニュースで一番注目されたのは、ブラックホールの初撮影だ。でも、昨年はほかにも驚くべき発見があった。9月には、系外惑星を研究する天文学者チームが、ハッブル宇宙望遠鏡のデータから、地球の数倍程度の大きさと見られる系外惑星の大気に水蒸気が含まれていることを明らかにした。

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 この系外惑星は太陽よりも小さな主星を回り、「ハビタブルゾーン」(惑星系の中で、惑星表面に液体の水が存在できるような温度になる領域)内を周回している。今回は、太陽系外の惑星に水があることの意味を振り返ってみたい。

 この発見は、太陽系から111光年ほど先にある系外惑星K2-18bの研究からもたらされたもので、2本の論文で発表された。K2-18bは、2015年にNASA(米航空宇宙局)のケプラー宇宙望遠鏡により発見された。質量は地球の8倍以上あり、海王星のような氷の巨大惑星か、水素を豊富に含む厚い大気に覆われた岩石惑星であろうと考えられ、その姿は私たちの地球とそれほど似ていない。

 K2-18bの公転軌道の大きさは地球の公転軌道の数分の1。しかし、主星は赤色矮星と呼ばれるタイプの暗く赤い星であるため、小さな軌道を公転するK2-18bはハビタブルゾーンにある可能性が高い。概算だが、K2-18bの大気は−73〜47℃までの間にあると考えられ、反射率が地球と同程度なら、その平衡温度は地球と同じ程度と考えられる。

 系外惑星で水が検出されたことは、K2-18bに生命が存在してもおかしくないことを意味している。

 2本の論文のうち1本の共著者である英ユニバーシティー・カレッジ・ロンドンの天文学者アンゲロス・シアラス氏は、記者会見で、「K2-18bには大気があり、気温は液体の水が存在できる温度内にあります。大気中に水を確認できた系外惑星は、現時点ではK2-18bだけです。つまり、生命がいる系外惑星の最有力候補です」と話した。

■光の分析でわかること
 天文学の世界は、この20年で大きく変わった。

≪初めて系外惑星が発見されたのは1992年。≫

以来、科学者たちは恒星の周囲を回るたくさんの系外惑星を発見した。なかには大気があると考えられるものもあった。

 そして大気中に水蒸気があるらしい系外惑星も見つかっていた。だが、これら水があることがわかった系外惑星の環境は、生命が存在できるようなものではなかったのだ。例えば2018年、NASAはWASP-39bという土星ほどの巨大系外惑星の大気に水蒸気が存在していることを発表したが、日中は約770℃という猛烈な高温になることもわかっている。

 研究者らは、主星のハビタブルゾーン内にある系外惑星の中から、大気中に水蒸気を含む地球の環境に似たものを見つけたいと考えていた。候補になる系外惑星はあっても、たいていそうした天体は小さく、大気の成分を観測するのは困難だった。比較的大きな惑星ほど検出は容易になることから、科学者たちは、地球よりも大きなスーパーアース(質量が地球の10倍以下、表面が岩石からなる系外惑星)を集中的に調べることにしたのだ。
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地球からK2-18bを観測すると、33日ごとに主星の手前を横切る「トランジット」が見える。カナダ・モントリオール大学の天文学者ビョルン・ベンネケ氏は、ハッブル宇宙望遠鏡を利用して、この系外惑星のトランジットの様子を調べた。

 K2-18bが主星の手前を横切るとき、主星からの光はK2-18bの大気を通って地球に届く。このとき、実はすべての光が大気を通過できるわけではない。これは、K2-18bの大気に含まれている物質が決まった波長の光を吸収するためだ。つまり、どの波長の光が吸収されているかを調べることで、大気にどんな物質が含まれているかを突き止められる。例えば、水は、赤外線に近い特定の波長の光を吸収する性質があるので、大気に水蒸気が含まれているかもわかるのだ。

 2015〜18年まで、ベンネケ氏のチームはハッブル宇宙望遠鏡を利用してK2-18bのトランジットを9回観測した。トランジットのデータを蓄積して整理すると、水蒸気の存在を示す明らかなシグナルが見つかった。ベンネケ氏らはこの論文のプレプリント(科学誌に発表される前の原稿)を論文公開サイト「arXiv(アーカイブ)」に投稿した。

■雨も降る?
 ベンネケ氏らとは別に、シアラス氏とユニバーシティー・カレッジ・ロンドンのインゴ・ワルドマン氏も、同じハッブル宇宙望遠鏡のデータを利用して独自にK2-18bを分析した結果を、科学誌『ネイチャー・アストロノミー』に発表した。ベンネケ氏のチームと同様、彼らもK2-18bの大気中に水蒸気が存在する証拠をつかんだ。シアラス氏とワルドマン氏は論文で、この分析結果が誤っている可能性は3000分の1としている。

 2つの論文が指摘した発見は、生命が暮らす系外惑星探しに弾みをつけるだけでなく、系外惑星の気象の理解を進める面もある。ベンネケ氏のチームは、K2-18bの大気条件なら、水蒸気が水滴となり、降雨もあるかもしれないと指摘する。事実、水蒸気の雲は、過去に褐色矮星(惑星とも恒星とも言えない大きな天体)で見つかっている。今回の分析結果が正しければ、K2-18bは水蒸気の雲の存在が確認された最初の系外惑星になる。

 ベンネケ氏ら、シラス氏・ワルドマン氏、両研究チームとも、K2-18bはNASAがこれから打ち上げるジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡や、欧州宇宙機関(ESA)が計画しているアリエル宇宙望遠鏡による追跡研究の理想的なターゲットだとしている。ハッブル宇宙望遠鏡とは違い、どちらの望遠鏡も、系外惑星の大気中に含まれるメタン、アンモニア、二酸化炭素などの気体や、生命の鍵となる物質の観測にも対応する予定だからだ。
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文 MICHAEL GRESHKO、訳 三枝小夜子、日経ナショナル ジオグラフィック社



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ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー―以上転載ーー
https://headlines.yahoo.co.jp/article?a=20200118-00010002-nikkeisty-life&p=2
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