ざらざらと渦巻くシリカの雲が太陽系外惑星 VHS 1256 b を囲んでいる

風の強い日にビーチに行ったことがあるなら、砂粒が顔に当たるあまり気持ちのいいものではない感覚を味わったことがあるでしょう。その不快な経験は、太陽系外惑星 VHS 1256 b の大気で現在科学者が発見している現象に比べれば、公園を散歩するのと大差ありません。

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) を使用した研究チームは、地球の雲が小さな斑点から小さな粒までの大きさのケイ酸塩粒子で構成されていることを発見しました。雲の中のケイ酸塩は、ほぼ一定の雲の覆いの中で渦巻いています。ケイ酸塩は太陽系に広く存在し、地球の地殻と上部マントルの約 95 パーセントを構成しています。

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VHS 1256 b の 22 時間の昼間、大気は絶えず上昇し、混合し、移動しています。この動きにより、地球上で熱い空気が上昇し冷たい空気が下降するのと同じように、熱い物質が上昇し、冷たい物質が下降します。この空気の移動によって生じる明るさは非常に劇的で、研究チームによると、これは現在知られている惑星質量の物体の中で最も変化に富んでいるとのことです。

この研究結果は、3月22日付けの天体物理学ジャーナルレターズ誌に掲載された。研究チームはまた、JWSTのデータを使用して、一酸化炭素、メタン、水、さらには二酸化炭素の証拠を非常に明確に検出した。NASAによると、これは太陽系外の惑星で一度に確認された分子の数としては最大だという。

VHS 1256 bは地球から約40光年離れており、1万年かけて2つの恒星を周回している。「VHS 1256 bは、冥王星が太陽から遠い距離の約4倍の距離にあるため、ウェッブ研究の絶好のターゲットです」と、研究の共著者でアリゾナ大学の天文学者ブリタニー・マイルズ氏は声明で述べた。「つまり、この惑星の光は恒星からの光と混ざらないということです」

ケイ酸塩雲が毎日渦巻く大気圏の上層部の温度は、華氏約 1,500 度に達します。JWST は、これらの雲の中に、スペクトル上に表示される大小両方のケイ酸塩塵粒子を検出しました。

「大気中のより細かいケイ酸塩粒子は、煙の中の小さな粒子のようなものかもしれません」とスコットランドのエディンバラ大学の天文学者で共著者のベス・ビラー氏は声明で述べた。「より大きな粒子は、非常に高温で非常に小さな砂の粒子のようなものかもしれません。」

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より質量の大きい褐色矮星と比べると、VHS 1256 b は重力が低いため、そのケイ酸塩雲は JWST が検出できる大気圏の高所に現れ、そこに留まることができる。また、惑星としては非常に若く、わずか 1 億 5000 万歳だ。ほとんどの若い人類と同様、この惑星も年を重ねるにつれて波乱万丈の時代を迎えている。

研究チームは、これらの発見は、まだ調査を始めたばかりのデータの宝箱から取り出された最初の「コイン」に似ていると述べている。「ケイ酸塩は特定しましたが、どの粒子のサイズと形状が特定の種類の雲に一致するかをよりよく理解するには、さらに多くの作業が必要になります」とマイルズ氏は述べた。「これはこの惑星に関する最終的な結論ではありません。ウェッブの複雑なデータに適合させるための大規模なモデリング作業の始まりです。」

研究チームによると、これらの特徴は天の川銀河の他の惑星でも他の望遠鏡で発見されているが、通常は一度に1つしか特定されていないという。研究チームは、JWSTの近赤外線分光器（NIRSpec）と中赤外線装置（MIRI）を使用してデータを収集しており、科学者がデータを精査するにつれて、VHS 1256 bについてさらに多くのことが分かるだろうと述べている。