ジェームズ・ウェッブ望遠鏡は、大気活動の兆候がない赤色矮星トラピストの内層を検出した

ジェームズ・ウェッブは老朽化したハッブル望遠鏡を引き継ぎました。この望遠鏡の巨大な鏡は、それまでのどの望遠鏡よりも多くの光を集めて高解像度の画像を生成し、赤外線感知により時空をより深く覗き込むことができます。全体として、JWST は、星、惑星、宇宙自体の初期の歴史についての新たな洞察を提供する上で非常に貴重であることが証明されています。

2017年、天文学者らは、わずか40光年離れた近くのTRAPPIST-1と呼ばれる赤色矮星を周回する、地球サイズの系外惑星7個からなる異常な系を発見した。当然のことながら、科学者たちは、これらの魅力的な系外惑星が、まだ打ち上げられていない JWST の目からどのように見えるのか疑問に思い始めました。このシステムはすぐに、これらの惑星の潜在的な居住可能性を研究することを目的として、望遠鏡の最初の公式科学目標の 1 つになりました。

今回、透過分光法と呼ばれる方法を使用して、TRAPPIST-1b の最も内側の世界を初めて垣間見ることができました。惑星が主星の前を通過すると、光は存在する可能性のある大気を通過し、空気中の分子に応じてさまざまな程度でさまざまな波長の光を遮断します。スペクトルを分析することで、天文学者は大気の組成を決定し、そこから惑星が居住可能かどうかなどの他の情報を導き出すことができます。

研究チームは、TRAPPIST-1b には大気活動の兆候は見つかりませんでした。検出されたスペクトルは完全に星の活動によるものである可能性があります。この発見は、今年初めに惑星の温度を測定し、大気が存在する可能性は低いことが判明した他のウェッブ観測と一致している。しかし、純水、二酸化炭素、メタンからなる薄い大気が存在する可能性は排除できません。

研究著者のライアン・マクドナルド氏は、「我々の観察では、TRAPPIST-1bの周囲に大気が存在する証拠は見つからなかった」と述べた。 「それは、この惑星が裸の岩石であり、大気の上空に雲がある可能性があること、あるいは大気を検出できないほど小さくする二酸化炭素のような非常に重い分子を持っている可能性があることを示しています。しかし、私たちが見ているのは、この恒星が間違いなく私たちの観測を支配する最大の影響力であり、それが系内の他の惑星にも全く同じ影響を与えるということです。」

TRAPPIST-1b は主に、より興味深い近隣の TRAPPIST-1d、e、f の技術テストであり、これらはすべて星のハビタブルゾーン内を周回しています。研究者らは、この研究は大気の測定値に影響を与える可能性のある星のホットスポットやフレア、その他の活動を説明する方法を理解するのに役立つと述べている。

この研究は「The Astrophysical Journal Letters」に掲載されました。