アインシュタインが支持する手法は、これまでよりも小さな太陽系外惑星を発見するのに役立つかもしれない

1995年以来、科学者たちは太陽系の外にある別の世界である太陽系外惑星を5,000個以上発見してきた。しかし、宇宙研究者は大きな惑星の発見に非常に長けている一方で、小さな惑星は発見を逃れてきた。

しかし、マイクロレンズ法と呼ばれる新しい天文学検出技術が、そのギャップを埋め始めている。韓国マイクロレンズ法望遠鏡ネットワーク（KMTNet）に所属する専門家らは最近、この方法を使って木星や土星とほぼ同じ大きさの新しい太陽系外惑星を3つ発見した。彼らはこの発見を4月11日、天文学と天体物理学の雑誌に発表した。

マイクロレンズはどのように機能しますか?

太陽系外惑星のほとんどはトランジット法によって発見されています。これは、科学者がケプラー宇宙望遠鏡やジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡などの観測所を使用して、恒星から発せられる光量の減少を観測する方法です。

一方、重力マイクロレンズ効果（通常は単にマイクロレンズ効果と呼ばれます）は、深宇宙の明るさの増加を探索するものです。これらの明るい閃光は、惑星とその恒星が、より遠くの恒星の光を曲げ、アインシュタインの相対性法則に従って拡大することで生じます。銀河の重力レンズ効果については聞いたことがあるかもしれませんが、これはほぼ同じ物理学に基づいていますが、規模がはるかに大きいものです。

この新たな発見は、天文学者が現象の半分しか観測していない部分的なデータの中で発見されたため、特にユニークである。

「マイクロレンズ現象は、観測できるチャンスが一度しかないという点で、超新星に似ています」と、この研究には関わっていないNASAジェット推進研究所の天文学者サムソン・ジョンソン氏は言う。

天文学者にはチャンスが一度しかなく、また、いつ現象が起こるか常にわかっているわけではないため、ショーの一部を見逃してしまうこともあります。「これは、レシピの半分だけを使ってケーキを作るようなものです」とジョンソン氏は付け加えます。

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3つの新しい惑星の名前は、KMT-2021-BLG-2010Lb、KMT-2022-BLG-0371Lb、KMT-2022-BLG-1013Lbという長い通し番号のような文字と数字の列で表されている。これらの惑星はそれぞれ異なる恒星の周りを回っており、それぞれ木星、土星と同程度、土星よりわずかに軽い重さである。

研究者たちは、これらの惑星のそれぞれについてマイクロレンズ現象の一部しか観測していないにもかかわらず、その信号を自信を持って説明できる他のシナリオを排除することができた。この研究は、「不完全なデータであっても、これらの惑星について興味深いことを知ることができることを示しています」と、発表された論文には関与していないオハイオ州立大学の天文学者スコット・ガウディ氏は言う。

太陽系外惑星の探索は続く

マイクロレンズ法は他の太陽系外惑星探査技術と「非常に相補的」だと、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの研究員で、今回の研究の共著者でもあるジェニファー・イー氏は言う。ガウディ氏によると、マイクロレンズ法は木星の衛星ガニメデほど小さい惑星や、地球の衛星の数倍の質量の惑星など、現在の技術では探査できない惑星を観測できるという。

マイクロレンズの強みは、「人口統計マシンなので、多くの惑星を検出できる」ことだとガウディ氏は言う。あらゆるサイズの惑星を検出できるこの能力は、最も一般的な惑星の種類と太陽系の独自性を決定するための太陽系外惑星の徹底的な調査を完了する天文学者にとって極めて重要である。

天文学者たちは、KTMNet のような新しい太陽系外惑星の発見によってマイクロレンズの技術に磨きをかけており、今後数年で新しい宇宙望遠鏡が稼働する前に、この種のデータの処理方法を確実に把握している。たとえば、マイクロレンズは、10 年半ばに打ち上げられる予定のローマン宇宙望遠鏡の計画されたミッションの大きな部分を占めることになる。

「ローマンのおかげで、私たちが知っている惑星の数は数千、もしかしたらそれ以上増えるでしょう」とガウディ氏は言う。「ケプラーが主役だった時代から、TESS（NASAのトランジット系外惑星探査衛星）が主役になった時代へと移り変わりました。その時代においては、ローマン（とマイクロレンズ）が主役になるでしょう。」