この遠く離れた海王星のような惑星は、実際には存在しないはずである

「禁断の惑星」について知る時が来ました。1956 年の SF 映画の古典ではありません。私が話しているのは、920 光年離れた場所で発見された海王星のような新しい太陽系外惑星のことです。この惑星は、主星に非常に近い場所に存在できるという不可解な能力を持っているため、この名前が付けられました。

宇宙科学の世界では、海王星は特別な宝石とは程遠い。似たような太陽系外惑星（地球よりはるかに大きいが、木星などよりはるかに小さいガス惑星）は、おそらく宇宙で最も一般的な惑星だ。しかし、海王星が主星に近づきすぎると、私たちが不吉な意味を込めて「海王星の砂漠」と呼ぶ軌道領域で恒星からの放射線が大量に降り注ぎ、ガス状の大気が蒸発し、不毛で縮んだ岩石の核が残る。

禁断の惑星（正式名称NGTS-4b）はそうではない。海王星の砂漠にあり、主星に恐ろしく近く、公転周期はわずか1.34日だ。しかし、王立天文学会月報に最近発表された新しい論文で研究者らが報告しているように、この惑星は海王星のような大気を保持している。これは、予想を覆し、主星の中に（比較的に）居心地よく存在する海王星系外惑星の初めての発見である。

「我々が知る限り、海王星砂漠で発見されたこの種の太陽系外惑星はこれが初めてです」とケンブリッジ大学の天文学者で、この新しい研究の共著者であるエド・ギレン氏は言う。「海王星砂漠は完全に乾燥しているわけではないようです。そのため、我々は現在、海王星砂漠がこれまで考えられていたよりも緑が多いかどうかを理解するために、同様の惑星のデータを探しています。」

砂漠が不毛なわけではない。「木星サイズの高温の惑星や、地球かそれより少し大きい高温の惑星が見られます」と、ジュネーブ大学の天文学者でこの研究には関わっていないヴァンサン・ブリエ氏は言う。「高温の海王星さえあります。しかし、恒星のすぐ近くに高温の海王星はありません。そのため、『海王星の砂漠』と呼ばれています」。砂漠の境界は恒星ごとに異なるが、惑星への影響は概ね同じで、中型のガス惑星（高温の木星とは異なり、大気を保持できるだけの質量がない）では大気が失われ、はげ落ちた岩だらけの荒れ地になる。

科学者が太陽系外惑星を発見する典型的な方法は、恒星の明るさの低下を観察することである。これは、恒星の軌道上にある惑星が地球から見て恒星を通過するときに起こる。NGTS-4b のような太陽系外惑星は、非常に小さく、恒星に非常に近いため、明るさの低下が非常に小さいため、簡単には発見されない。

「地上から検出されたトランジット惑星のほとんどは大型で、そのためトランジット時にその恒星が約 1 パーセント暗く見えるようになります」とギレン氏は言います。「しかし、NGTS-4b ははるかに小型で、その恒星はわずか 0.2 パーセント暗く見えるだけです。地上からこれほど小さな暗化を検出できたのは注目に値します。」

幸運にも、ギレン氏と彼のチームは、最先端の次世代トランジットサーベイ (NGTS) 観測施設を自由に利用できました。「私たちの望遠鏡はチリのアタカマ砂漠にあります。この地域は空が素晴らしく澄んでいて、光害や電波干渉がないため、おそらく地球上で太陽系外惑星を探すのに最適な場所です」とギレン氏は言います。「また、非常に精密な望遠鏡の機械も持っています。この両方の側面が、この惑星を見つけるのに大いに役立ちました。」

NGTS-4b がどのようにして主星の非常に近くに存在できるようになったのか、想像するだけでも信じられません。海王星自体よりもほんの少し小さい (まあ、20 パーセント小さいですが、それでも地球の 3 倍の大きさで、質量は約 20 倍です) NGTS-4b は、摂氏 1,000 度にまで熱せられています。昼間の水星の表面よりも高温です。一体何が起こっているのでしょうか?

これまでのところ、ギレン氏と彼のチームが推測する有力な説は、この惑星がごく最近になって現在の近傍に移動してきたか、かつてはもっと大きな大気を持っていたが、現在は蒸発しつつあるというものだ。また、この惑星の大気には、恒星の放射線に耐える超能力を与える奇妙な化学作用があるのか​​もしれない。

いずれにせよ、研究チームは海王星の砂漠に住むガス状生物の例をもっと見つけて、状況を比較し、NGTS-4b のような大気がなぜこのような過酷な条件に耐えられるのかを解明したいと熱望している。研究チームには大気の組成を理解するためのデータがあまりない (恒星が暗すぎるため、通過観測では詳細が分からない) が、さらに強力な装置 (ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡など) による追跡観測で何か役に立つものが得られるかもしれない。

この発見は太陽系外惑星の探索方法に大きな変化をもたらすものではないが、ブーリエ氏が説明するように、「このような珍しい物体は、砂漠の形成過程について多くのことを教えてくれる」し、これらの地帯に宇宙のオアシスが形成される可能性もある。そして少なくとも、予想を覆し、私たちの期待を覆す惑星が見つかるというのは、ただただ素晴らしいことだ。すごいことじゃないか。