カテゴリー: 系外惑星の紹介

Proxima Centauri c

Proxima Centauri cは、2019年に視線速度法によって発見された、スーパーアースサイズの系外惑星です。推定半径は木星の0.16倍 (地球の1.8倍) 、推定質量は木星の0.03倍 (地球の9.54倍) です。中心星はProxima Centauri (太陽から約4.2光年、M型星) で、Proxima Centauri cは中心星から約1.5AUのところを一周約5.3年かけて回っています。また、その軌道は、居住可能性がありかつ地球からもっとも近い惑星として知られる、Proxima Centauri bの一つ外側にあります。Proxima Centauri c自体は、中心星のハビタブルゾーンから大きく離れていて、推定黒体温度が-231℃と低く、居住不可能と考えられています。

(※中心星Proxima Centauriについては、Proxima Centauri bの記事をぜひご覧ください!)

スーパーアースサイズの惑星は、通常、中心星のスノーライン付近で形成される、と考えられています。しかし、Proxima Centauri cの場合、Proxima Centauriのスノーラインは0.088AU付近にあり、Proxima Centauri cは中心星から約1.5AUにあるため、この考えを覆す惑星である、と言えます。一方で、この惑星は本当は存在しないのかもしれません。現在、ESAが打ち上げたガイアなどの宇宙望遠鏡が、Proxima Centauri cの存在を確認しようとしています。

(文責:白樫)

参考
1) Proxima Centauri c, ExoKyoto, http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/Proxima_Centauri_cJP.html
2) “A second planet might orbit the closest star to the sun, and astronomers think it’s a super-Earth”, INSIDER,
https://www.businessinsider.com/super-earth-orbits-proxima-centauri-closest-star-to-sun-2020-1

GJ 9827 c

(Imaginary Picture of GJ9827 c: 滋賀県立守山中学高等学校 ハビタブル研究会 渡邉由渚)

GJ9827(別名K2-135)は地球から約100光年離れたK6型星(表面温度4255K, 質量・半径共に太陽の約0.7倍程度)で、K2ミッション(ケプラー宇宙望遠鏡の第二期ミッション)によるトランジット法惑星探査が実施されました。その結果、この恒星の周りには3つのスーパーアース(地球の数倍程度の質量・半径の惑星)が周回していることが、2018年2月に出版のAstronomical Journal誌で報告されました。この3つのスーパーアース(中心星に近い方からGJ9827b, GJ9827c, GJ9827d)は、半径は地球の1.62倍, 1.27倍, 2.07倍で、中心星の周りを周回する軌道周期は1.2日, 3.6 日, 6.2日という値です。

この惑星系は地球から約100光年という距離にあり、現在(論文出版時の2018年2月)までにK2ミッションで発見されたスーパーアースの中では最も近い惑星となっています。そのこと、数年後に打ち上げ予定のJames Web Space Telescope (JWST)でのより詳細な惑星大気の観測に適していると強く期待されています。このような スーパーアースの惑星大気観測は、地球型惑星(岩石惑星)と木星製のようなガス惑星の境界に位置するスーパーアースがどのような大気構造及び内部構造を持っているかに迫る鍵とも言え、その意味でこのGJ9827惑星系は非常に有望な惑星系ということが言えます。

(Yuta Notsu)

GJ 9827 cについてもっと知りたい方は、以下のデータベースページをご覧ください。

GJ 9827 c (exoplanetkyoto.org)

(Imaginary Picture of GJ9827 c: Ryusuke Kuroki, Fuka Takagi & Yosuke A. Yamashiki)

ジャーナル記事

1.) A System of Three Super Earths Transiting the Late K-Dwarf GJ 9827 at 30 pc

2.) Mass determination of the 1:3:5 near-resonant planets transiting GJ 9827 (K2-135)

3.) HD 106315 and GJ 9827: Understanding the Formation and Evolution of Small Planets

 

WEB記事

1.) Planet GJ 9827 c

2.) THREE POSSIBLE SUPER-EARTHS DISCOVERED AROUND NEARBY SUN-LIKE STAR

3.) Planetary System GJ 9827, Secrets Of Far-Away Super-Earth

Pi Mensae b,c

<Pi Mensae b>  楕円軌道を持つスーパージュピター
<pi Mensae bの想像図 滋賀県立守山中学高等学校ハビタブル研究会 横山 恵美>

太陽の2.1倍の半径をもつとされる主星Pi Mensae (HD 39091)星には、合計二つの太陽系外惑星が発見されており、最初に発見されたのは、2001年に発見されたPi Mensae b (HD39091b)です。この惑星は、質量が木星の10.02倍と考えられており、かつ楕円軌道で中心星から1-5天文単位という、ちょうど金星相当軌道の内側からハビタブルゾーンの外側を2093日かけて周回する惑星です。なお、Pi Mensa bの半径はまだ正確には観測されていません。

(文責:山敷庸亮)

Pi Mensae b について詳しく知りたい方は以下のExokyotoのデータベースページをご覧ください。

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/pi_Men_bJP.html

<pi Mensae b (HD 39091 b)の楕円軌道(紫色)と、Kopparapu et al. 2013によるハビタブルゾーン位置>

<pi Mensae bの想像図 exokyoto system automated selection, – © 2018 ExoplanetKyoto – Ryusuke Kuroki, Yosuke A. Yamashiki and Natsuki Hosono>

<pi Mensae cの想像図 exokyoto system automated selection,© 2018 ExoplanetKyoto- Ryusuke Kuroki, Yosuke A. Yamashiki and Natsuki Hosono>

Pi Mensae c (テーブルさん座π星c) は、太陽よりもやや大きくて明るい G 型星である Pi Mensae の周りを回る、地球の約2倍の半径を持つスーパーアースサイズの惑星です。この惑星の存在は2018年9月16日の arXiv で最初に報告されており、太陽系外惑星探索衛星 TESS によって発見された初めての系外惑星となりました。なお、Pi Mensae の周りには 2001 年にすでに木星の10倍の質量を持つ Pi Mensae b が発見されています。

<左から(1)太陽とpi Mensae (HD 39091) (2) 木星、(3) 海王星、(4) 地球とpi Mensae cとの比較>

Pi Mensae c は、サイズに対して質量が小さく、地球よりも低密度な惑星だと推定されています。そのため、大量の水を持っている惑星、あるいは分厚い大気を持っている惑星であると考えられています。また中心星からの距離は、太陽から水星までの距離の 1/50 程度しかないため、表面は高温で水が蒸発し続ける環境になっていることが推測されます。

<pi Mensae c (HD 39091 c)の軌道と、暴走温室限界線(緑)>

ちなみに Pi Mensae c は地球から 60 光年ほどの距離にあり、視等級は 5.67 等級であるため、非常に暗い環境下であれば地上から肉眼でも見ることのできる恒星です。もし南半球を旅されてこの星を実際に見ることができた際には、ぜひ「あの星の周りにはスーパーアースが回っているんだよ!」と周りの人に教えてあげましょう。

(文責:佐々木貴教)

Pi Mensae cについて詳しく知りたい方は以下のExokyotoのデータベースページをご覧ください。

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/pi_Men_cJP.html

ちなみに、Mensaというのは日本語で「テーブルさん座」と定義されていますが、そもそもテーブルさんって何か知っていますか?テーブルさんとはテーブル山、すなわち、Table Mountain (ラテン語ではMons Mensae ), 南アフリカケープタウンにある、街を見下ろす素晴らしい台地状の山で、喜望峰周辺部の特徴的な地形です。フランスの天文学者ニコラ=ルイ・ド・ラカーユ(Abbé Nicolas-Louis de Lacaille)が設定した南天の14(12)の星座の一つです。

テーブルさん(Table Mountain) の写真を参考までに掲載します。

<Mons Mensae – Table Mountain, photo taken by Yosuke A. Yamashiki in 2000, © 2018 ExoplanetKyoto>>

WASP-107 b

WASP-107 b は、おとめ座のちょうどソンブレロ銀河(M104)付近の位置に、2017年に発見された木星サイズの太陽系外惑星であるが、その半径(地球の10.5倍、木星の0.94倍)に比較して、質量は地球の38倍、木星の0.12倍しかないため、密度が非常に小さく(191.6 kg/m3)、「水に浮く」と言われる土星の約1/5の密度となっている。そのため、質量による分類では木星クラスではなく、海王星クラスの惑星とされ、Hot Neptuneに分類される。この異常な低密度のため、Extremely Fluffy Exoplanet (非常にふわふわの太陽系外惑星)と称され、その生成が新たな惑星形成のシナリオを必要としている。

スペクトルタイプK6型の主星WASP-107 の周り約0.055天文単位を、およそ5.7日で一周する。惑星の実際のアルベドにもよるが、表面温度は770 (680-850)ケルビンとされており、金星の表面温度に近いが、ガス内部の温度はまだ明らかではない。この惑星からは大量のヘリウムガスが流れ出しているというハッブル宇宙望遠鏡を用いた観測結果が公表された。

(文責:山敷 庸亮)

WASP-107 bについて詳しく知りたい人は、以下のリンク

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/WASP-107_bJP.html

AU Mic b

Imaginary Picture of AU Mic b (Fuka Takagi & Yosuke A. Yamashiki)

AU Microscopii (AU Mic)は、けんびきょう座の方向約32.3光年先にある恒星です。M1型に分類される赤色矮星で、見かけの等級は8.7、表面温度は3730 Kです。半径は太陽の約0.57倍で、年齢は太陽より約150倍若く2000万年から3000万年と推測されています。この星は非常に若く、自身の重力で内側に引かれ圧縮される際に発生する熱によって光を放出しています。太陽のような水素の核融合によるエネルギーは、10%未満しかありません。

興味深いのは、この星の周りを回る塵円盤です。この円盤は、マウナケア山頂にあるハワイ大学2.2m望遠鏡によって2003年に発見されました。円盤はAU Micから約35 AUから210 AUのところで検出されていて、塵の年齢は現在の星の年齢を超えているといわれています。また、円盤を構成している塵の総量は少なくとも月の6倍の質量に相当すると考えられています。

円盤の中を移動する塵の塊が追跡されてきましたが、TESSとスピッツァー宇宙望遠鏡によってこの塵円盤の中から惑星が発見されたと2020年6月に発表されました。それがAU Mic bです。AU Mic b は主星から約0.07 AUの軌道を約8.46日で公転しています。半径は木星の約0.4倍で、質量は木星の約0.18倍です。

AU Micのような星の惑星の検出は特に難しいとされています。というのは、このような星は強い磁場をもち、太陽黒点のような冷たく暗く磁気の強い領域である恒星黒点に覆われていることがあり、この恒星黒点は頻繁に強力なフレアを発生します。実際、TESSがAU Micを観測していた2018年7月から8月にも多数のフレアが発生し、その中にはこれまでに太陽で観測された最も強いフレアよりも強力なものもありました。研究チームは、これらの影響をデータから取り除く詳細な分析を行い、AU Mic bの発見に至りました。

この塵円盤の中に存在する惑星の研究により、惑星の形成や進化の解明に近づくことが期待されています。

(文責 清水里香)

AU Mic bについてもっと知りたい方は、以下のデータベースページをご覧ください。

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/AU_Mic_bJP.html

Imaginary Picture of AU Mic b by Miu Shimizu

(参考)

NASA “NASA’s TESS, Spitzer Missions Discover a World Orbiting a Unique Young Star” <https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/nasa-s-tess-spitzer-missions-discover-a-world-orbiting-a-unique-young-star> (2020/6/29 参照)

Size of AU Mic & AU Mic b in comparison with our Solar System
Habitable zone calculated based on Kopparapu et al.(2013) around the star AU Mic

Kepler-1649 c

Kepler-1649 cの想像図 (自転している海洋惑星を仮定)

Kepler-1649 cの想像図 (潮汐ロックを仮定)

Kepler-1649 cは、テキサス大学オースチン校のAndrew Vanderburgらによる Kepler宇宙望遠鏡ライトカーブの再解析(1)によって発見された、ほぼ地球サイズと考えられる太陽系外惑星である。大きさは、半径が地球の1.06倍、ExoKyotoによる推定質量は地球の1.21倍である(トランジット法による観測のため質量は測定されていない)。中心星のKepler-1649 は、太陽系から約300光年の位置に存在し、表面温度3240KのM5V型の赤色矮星で、半径は太陽の25%、質量は太陽の21.9%と見積もられている。この赤色矮星のまわり、0.0855天文単位(128万キロ)を19.5日で一周する。推定黒体温度は、論文(1)によると234 +-20K で、Kepler-1649 cのアルベドを地球と同じ0.3と仮定すると、245.39 Kとなり、ほぼ地球の黒体温度(255 ケルビン)と同じであり、大気圧や成分が地球と類似であれば地球ににた環境となる可能性が高い。

ただし、赤色矮星の近傍を公転している関係上、おそらく潮汐ロックされているであろう。また、表面から見える光は、地球からの太陽光と大きく異なり、赤外線が90%、可視光線成分はわずか8.87%である(ExoKyotoによる).

極紫外線を含む紫外線は0.17%と見積もられているが、フレアの発生頻度の解析とともに、さらに詳細な観測が必要である。本惑星が本当にハビタブルであるかどうかの判定には、極紫外線がそれほど強くなく、大気の散逸がそれほど顕著でなく、地球程度の大気圧を有していることが必要である。もしKepler-1634 がフレア星で強い極紫外線を放っていたとすれば、大気が剥ぎ取られ、恒星との距離が近い(0.055天文単位)ため、フレアの影響で生命の居住は困難になると考えられる(2)(3)(4)。

Kepler-1649 cは中心星 Kepler-1649のハビタブルゾーンに位置し、Kopparapu et al. 2013を用いると、ちょうど暴走温室限界の外側に位置する。

Kepler-1649 cの公転軌道と、Kopparapu et al.2013によるハビタブルゾーン
ExoKyotoによる大きさの比較

ExoKyoto スペクトルモジュールによるホスト星Kepler-1649からの推定スペクトル。これによると、赤外線90.95%、可視光線8.87%、紫外線0.17%である。すなわち、地球に比べて光が弱く、赤っぽい色に照らされていると考えられる。図では青線が紫と紫外線の境界線(380nm)で、赤線が赤色と赤外線の境界線(760nm)であり、恒星からの輻射スペクトルのピークは赤外線領域にある。

Kepler-1649cについてのより詳しいデータは以下のデータベースページをご参考に。

http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/Kepler-1649_cJP.html

(文責・山敷庸亮)

Kepler-1649 cExoKyoto Stellar Map上での位置
Kepler-1649 cExoKyoto Stellar Map上での位置

References

(1) Andrew Vanderburg et al. A Habitable-zone Earth-sized Planet Rescued from False Positive Status, The Astrophysical Journal Letters, Volume 893, Number 1 https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab84e5

(2) Yosuke A. Yamashiki, H. Maehara, Vladimir Airapetian, Yuta Notsu, Tatsuhiko Sato et al. Impact of Stellar Superflares on Planetary Habitability, The Astrophysical Journal, Volume 881, Number 2 https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab2a71/meta

(3) 生命が居住可能な系外惑星へのスーパーフレアの影響を算出 -ハビタブル惑星における宇宙線被ばくの定量化に成功- http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2019/190716_1.html

(4) M型星はやっぱりつらい。スーパーフレアが系外惑星に与える影響を世界で初めて定量化 https://sorae.info/030201/2019_7_16_m.html