新しい画像により、木星に似た世界が「双子」と軌道を共有している可能性が明らかに

チリのアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ALMA）を使った研究者たちは、ケンタウルス座の地球から約370光年離れた木星のような惑星と同じ軌道を共有する珍しい「兄弟」を発見した可能性がある。新たに発見された双子は、PDS 70システムの若い恒星の周りをPDS 70bと同じ軌道を共有している。

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木星に似た2つの惑星、PDS 70bとPDS 70cがすでにこの恒星を周回していることが知られているが、研究チームはこの惑星の軌道に続くPDS 70bの軌道経路内に破片の雲を発見した。破片は新しい惑星の始まりかもしれないし、すでに形成された惑星の残骸かもしれない。この発見は7月19日、天文学と天体物理学の雑誌に掲載された。もし確認されれば、この発見は2つの太陽系外惑星が1つの軌道を共有できるという最も強力な証拠となるだろう。

「20年前、理論的には、同様の質量を持つ2つの惑星が同じ軌道を共有して恒星の周りを回っている可能性があると予測されていました。これはトロヤ群惑星または共軌道惑星と呼ばれます。初めて、その考えを支持する証拠が見つかりました」と、スペインのマドリードにある宇宙生物学センターの学生で、この研究の共著者であるオルガ・バルサロブレ・ルザ氏は声明で述べた。

トロヤ群と呼ばれる惑星と同じ軌道にある岩石の天体は、太陽系全体に広く見られます。最も一般的な例は、太陽と同じ軌道にある木星の 12,000 個を超えるトロヤ群小惑星です。木星の軌道にある小惑星は、最初に発見されたときにトロイ戦争の英雄にちなんで命名されました。そのため、これらの天体を表すのにトロヤ群という包括的な名前が使用されています。

天文学者たちは、このような系が太陽以外の恒星の周囲に存在する可能性があると推測しており、適切にも太陽系外惑星と呼ばれています。

「太陽系外惑星はこれまでユニコーンのようなもので、理論上は存在が認められているものの、これまで誰も発見したことがない」と、研究の共著者で宇宙生物学センターの研究員ホルヘ・リロボックス氏は声明で述べた。

この新しい研究では、国際的な科学者チームが PDS 70 システムのアーカイブ ALMA 観測を分析し、PDS 70b の軌道上でトロヤ群が存在すると予想される場所に破片の雲を発見しました。トロヤ群は通常、惑星の軌道上で 2 つの拡張領域を占め、そこでは恒星と惑星の複合重力によってラグランジュ領域/点と呼ばれる物質が捕らえられます。PDS 70b の軌道上のこの 2 つの領域を研究することで、チームはそのうちの 1 つから微かな信号が来ていることに気付きました。これは、質量が月の約 2 倍の破片の雲が存在する可能性があることを示唆しています。

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研究チームによれば、この破片の雲は、この系内に存在するトロヤ群惑星、あるいは形成過程にある惑星を示している可能性があるという。

「一年の長さと居住可能な条件を共有する2つの世界を想像できるでしょうか？私たちの研究は、このような世界が存在する可能性があることを示す最初の証拠です」とバルサロブレ・ルザ氏は語った。「木星の場合のように、惑星が何千もの小惑星と軌道を共有することは想像できますが、惑星が同じ軌道を共有するというのは私にとって衝撃的です。」

この検出を完全に確認するには忍耐が鍵となる。研究チームは2026年以降まで待たなければならないが、その時点でALMAを使ってPDS 70bとその兄弟である破片雲がともに恒星の周りを周回する軌道に沿って大きく動くかどうかを調べる予定だ。

「このテーマの将来は非常に楽しみで、2030年に予定されているALMAの拡張機能に期待しています。これにより、他の多くの恒星にあるトロヤ群の特徴を明らかにするアレイの能力が劇的に向上するでしょう」と、研究の共著者で欧州南天天文台の科学局長イツィアル・デ・グレゴリオ・モンサルボ氏は声明で述べた。