最近、国際的な天文学者チームが王立天文学協会の月報に驚くべき最新の研究結果を発表し、地球から約1,110光年離れた南の星座「トビウオ」に、極めて低密度の「超ふわふわ」した2つの巨大惑星を発見したと発表した。 2 つの惑星はマシュマロよりもさらに軽いため、科学者は奇妙な惑星の起源と進化についての貴重な新しい窓を提供します。
新たに発見された2つの系外惑星はTOI-791 bとTOI-791 cと名付けられ、F7型矮星を周回している。体積は木星とほぼ同じですが、質量は同じ大きさの天体よりもはるかに小さいため、非常に珍しい超低密度を示します。具体的には、TOI-791 b の密度はわずか 0.038 グラム/立方センチメートルですが、TOI-791 c の密度は 0.047 グラム/立方センチメートルです。比較すると、木星の平均密度は 1 立方センチメートルあたり 1.33 グラムで、これは 2 つの新しい惑星の約 28 ～ 35 倍です。一般にマシュマロの密度は1立方センチメートルあたり約0.05グラムであり、これは2つの惑星がマシュマロよりも軽く、1立方センチメートルあたり5.5グラムの地球の高密度構造からは遠く離れていることを意味する。
研究によると、この2つの惑星は若い主星を取り囲む同じガスと塵の円盤から誕生し、まさに「仲間の惑星」であることがわかった。また、それらの間にはまれに 5:3 の平均運動共鳴関係が存在します。つまり、内惑星が星の周りを 5 回周回するごとに、外惑星はほぼ正確に 3 回周回します。操作中、2つの重力は周期的に相互作用し、その結果、星の見かけの等級の変化において、通過時間に小さいながらも検出可能な変化が生じます。現在、複数の超ふわふわした惑星を持つ既知の星系は 4 つだけです。このシステムの独自性により、このような奇妙な物体の発生と進化を理解するための貴重な実験室となります。
これら 2 つの惑星は、NASA のトランジット系外惑星調査衛星プロジェクトからのデータを通じて、それぞれ 2019 年と 2023 年に「プラネット ハンター TESS」プログラムを通じて市民科学者によって最初に特定されたことは言及する価値があります。その正確な大きさと質量をさらに決定するために、オックスフォード大学物理学科の学者ジョージ・ドランスフィールドが率いる研究チームは、コートダジュール大学やバーミンガム大学などの多くの国際科学研究機関と協力し、世界中の多くの場所で望遠鏡を使用した8年間の追跡観測を実施しました。
南極のコンコルディア基地にあるフランスとイタリアの南極系外惑星探索地上望遠鏡は、数年間続いたこの観測で重要な役割を果たしました。南極の冬に数か月間続く継続的な極夜の環境を利用して、この望遠鏡は、11 時間以上続く単一の超長時間の惑星通過イベントの記録に成功しました。これは、これまで地上で観測された中で最も完全な連続通過記録である。複数の情報源からのデータを組み合わせることで、最終的に 2 つの惑星の異常な拡散構造が確立されました。
このような超ふわふわの惑星がどのように形成されるかについて、科学界では現時点で合意がありません。主要な仮説は、これらの惑星は水素とヘリウムを豊富に含む巨大な大気に囲まれている可能性があるというものです。これらの巨大なガス状の殻は、その総質量のかなりの部分を占め、目に見える寸法を大幅に拡張します。それらは恒星から遠く離れた原始惑星系円盤の冷たい領域で形成され、低温環境で固体核の周囲にガスが急速に蓄積した可能性がある。次に、研究チームは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用してこの系のさらなる宇宙観測を実施し、その形成と進化の秘密をより正確に明らかにするために、その巨大な大気中に炭素、窒素、酸素、その他の物質が含まれているかどうかの詳細な分析を行う予定です。