要約:
ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の助けを借りて、天文学者たちは、初期の地球に似た系外惑星に大気が存在する強力な証拠を発見しました。 HD 3167bと呼ばれるこの惑星は溶岩惑星だが、溶岩惑星としては寒すぎ、生命にとっては暑すぎる。以前、学界は一般に、恒星に非常に近い岩石惑星の大気は恒星の放射線によって剥ぎ取られるだろうと信じていた。関連する結果はシカゴ大学のチームによって完成され、The Astrophysical Journal Letters の最新号に掲載されました。
新たに発見された溶岩ワールド HD 3167b。画像出典: NASA 公式ウェブサイト
HD 3167b は、地球から約 154 光年の魚座の方向に位置しています。主星を一周するのにかかる時間はわずか 0.96 地球日、つまり 24 時間未満で、潮汐が固定されています。つまり、一方の側は常に星に面しており、もう一方の側は常に暗いです。理論計算によると、日当たりの良い側の平衡温度は 1,786 ケルビンに達する可能性があり、これはケイ酸塩岩を溶かすのに十分な温度です。
この惑星の半径は地球の約 1.6 倍、質量は地球の約 4.84 倍です。それは岩だらけの「スーパーアース」です。その主星 HD 3167 は太陽よりわずかに小さいですが、その軌道が非常に近いため、惑星が受け取る放射線の強度は依然として非常に高いです。
研究チームは、ウェッブ望遠鏡の MIRI 中赤外線装置を使用して、惑星の二次日食の窓期間中の太陽側の熱放射を測定しました。結果は、昼側の明るさ温度が、大気のない裸岩惑星の理論的予想よりも大幅に低いことを示しています。最も合理的な説明は、大気が冷却の役割を果たしているということです。つまり、恒星の放射の一部が反射され、大気の流れによって昼側から日陰の半球に熱が運ばれ、それによって太陽側の最高気温が低下する可能性があります。
この発見は、溶融惑星の進化に対する人々の理解を変えます。過去のモデルによると、この恒星の高エネルギー紫外線と恒星風によって惑星の外側のガスが吹き飛ばされ続け、そのような惑星が長期間大気を維持することが困難になるという。これに基づいて、HD 3167b の大気は惑星そのものから来ている可能性が高いと推測されます。マグマオーシャンは継続的に岩石物質を蒸発させ、上層大気を補充し、恒星風の剥奪と競合します。現在、最も弱い恒星放射線を受けることが知られている溶岩惑星でもあるが、大気の証拠がある。
研究チームはまた、大気の存在を示す強力な証拠を発見しただけであり、最終的な確認ではないことを思い出させた。大気の化学組成を正確に決定することはできず、それを区別するにはさらに多くのウェッブ分光観測が必要です。
数十億年前の原始地球もマグマで満たされた世界であったため、溶岩惑星は初期の地球の「モデル」とみなされています。 HD 3167b がどのように大気を保持しているかを観察することは、若い地球が高温の環境で徐々に冷却され、地表に液体の水が出現する条件を作り出すプロセスを理解するのに役立ちます。
しかし研究者らは、たとえ大気が熱の一部を奪ったとしても、地球の昼間は依然として岩石が溶けるほど高温であり、既知の生命が住める環境ではないと指摘しました。
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