金属は、溶けた鉄の雨を降らせる高温ガスの巨大惑星から、星が超新星爆発するときに形成される重元素まで、宇宙のあらゆる場所に存在します。ただし、系外惑星 GJ367b はすべて金属でできているため、それらすべてよりも優れています。 GJ367b は極端な惑星です。この「スーパー水星」は 7.7 時間ごとに星の周りを公転しており、2015 年に NASA の TESS プラネット ハンターによって初めて発見されました。
現在、イタリアのトリノ大学とドイツのチューリンゲン州立大学の科学者たちは、ESOのHARPS分光器と初期のTESS観測を使用して、惑星の最新の測定を行った。彼らは、この物体の密度が地球のほぼ2倍であることを発見し、それが固体の鉄でできている可能性があることを示唆しています。
GJ367b は現在は固体の鉄惑星ですが、かつては古代の岩石惑星の中心であった可能性があります。
「質量と半径の正確な推定のおかげで、私たちはGJ367bの潜在的な内部組成と構造を調査し、鉄の核があることが予想されることがわかりました。しかし、鉄の核は惑星の表面の90％以上を占めています」と科学者らは天体物理ジャーナルレターズに掲載された最近の研究で述べた。
GJ367b が発見されたとき、それは遠く離れた恒星系にある別の系外惑星にすぎませんでした。星との大きさの差が大きくないため、TESS がそれを識別するのは比較的簡単です。恒星の明るさが低下すると、惑星によって光が一時的に遮られるため、TESS は恒星を追い越そうとする系外惑星を捕捉します。いくつかの要因により、GJ367b がより明らかになります。星と比べるとまだ小さいですが、太陽と比べると地球ほど小さくないため、通過中により多くの光が遮られます。また、非常に近い軌道を周回しており、信じられないほど速いです。
しかし、それが何でできているのかはそれほど明らかではありません。科学者は、質量と半径に基づいて物体の密度を見つけることで、その組成を理解することができます。 TESS は、GJ367b が光をどれだけ遮断するかに基づいて、GJ367b の半径を測定しました。惑星の質量を決定するために、科学者たちは、主星に対する惑星の引力を検出する、後の動径速度測定を使用しました。
GJ367b の密度は驚くべきもので、地球の密度の 1.85 倍であり、これは基本的に鉄の密度と同じです。それは現在、知られている中で最も短い公転周期を持つ最も密度の高い惑星であり、最も密度の高い超水星です。しかし、どのようにして地球全体が鉄だけでできたのでしょうか?
「GJ367bのような低質量で高密度の惑星がどのように形成されたのかは現時点では不明である。考えられる経路としては、原始惑星系円盤で一般に考えられているよりも鉄が豊富な物質からの形成が含まれる可能性がある」と科学者らは同じ研究報告書の中で述べている。
しかし、他にも考えられる手段はたくさんあります。さらに可能性の高い形成シナリオは、GJ367b がかつては地球や火星と変わらない岩石惑星であったという事実に基づいています。その 2 つの伴惑星はより遠い軌道にあり、岩石も多いため、3 つすべてが同じ方法で形成された可能性があります。しかし、GJ367b はそれ以来、外側の岩石層が徐々に消失し、ほぼ内側の核だけが残るというユニークな歴史を歩んできました。
GJ367b の外層は 1 回または一連の衝突で剥ぎ取られた可能性があり、それが水星にも起こったと考えられています。物体が適切な質量と衝撃速度で衝突すると、岩の層が解放されて消滅する可能性があります。
別の可能性としては、GJ367b が恒星のすぐ近くを周回している間に強い放射線にさらされ、固体の鉄の核以外のすべてが焼き尽くされてしまったことです。外部物質は昇華して宇宙に消えた可能性があります。 GJ367b も、衝突と放射線照射の組み合わせを経験して、現在の金属惑星になった可能性があります。
星がそこで形成された可能性が低いことを考えると、そもそもどのようにして星にこれほど近づくようになったのかも未解決の謎です。科学者たちは、他の惑星との重力相互作用によって、その惑星が形成された場所から内部に移動した可能性があると考えています。
この惑星のさらなる研究により、最終的には岩石惑星や公転周期の短い惑星がどのように形成され、進化するのかについてさらに詳しくわかるかもしれません。