ハッブル望遠鏡を使って未知の太陽系外惑星の天気を地図に描く

地球から約260光年離れたところに、木星ほどの大きさだが質量は木星の2倍もある、荒々しい太陽系外惑星がある。WASP-43bとして知られるこの巨大な惑星は、主星であるオレンジ色の矮星の周りをわずか19時間で周回しており、その「年」は地球の1日よりも短い。

ああ、信じられないほど暑いということはお伝えしましたか? 月と同じように、WASP-43b は親星に潮汐固定されているため、惑星の片側は常に明るく、もう片側は暗いままです。昼側の温度は摂氏約 1,500 度 (華氏約 2,700 度) に達し、鉄を溶かすほどの熱さです。夜側の温度もそれほど良くはなく、摂氏約 500 度 (華氏約 900 度) に達します。

さて、現在、研究者チームがWASP-43bの異常な状況についてさらに詳しく調べており、このような惑星がそもそもどのようにして形成されたのかという重要な手がかりを提供しています。ハッブル宇宙望遠鏡と2種類の分光法を使用して、科学者たちは惑星の天候と大気中の水の量に関する詳細な地図を作成しました。彼らはその研究結果を2つの異なる研究としてThe Astrophysical Journal Letters誌に発表しました。

分光法は、遠く離れた惑星を研究するためによく使われる方法です。分光法では、物体の光をその構成色に分解し、物体の温度、質量、水の構成などについて多くのことを明らかにし、多くのことを学びます。

最初の研究では、研究者らは透過分光法と呼ばれる技術を使用し、WASP-43bの大気を通過したオレンジ矮星からの光を研究した。この光を分析することで、研究者らは昼半球と夜半球の境界にある領域における惑星の大気中の水の量を計算することができた。

2 番目の研究では、発光分光法と呼ばれる技術が使用され、研究者はさまざまな経度で惑星の大気をマッピングすることができました。ハッブルの非常に精密な機器を使用して、ホスト星からの光の 99.95 パーセント以上を差し引くことができ、WASP-43b からのみ来る光を研究することができました。彼らは、惑星が星を周回している間にこれを実行し、その途中でさまざまな経度で大気の水の量と元素組成をマッピングしました。

研究者によると、惑星の大気中の水はすべて蒸発している。木星では水が氷の雲に凝縮されているが、宇宙探査機は木星の大気圏に侵入することができなかったため、その水の量についてはあまりわかっていない。さらに、太陽系の他の惑星の水のほとんどは氷として閉じ込められているため、研究が困難である。WASP-43bの水はすべてガス状であるため、研究者が測定するのははるかに簡単である。

水は巨大惑星の形成に重要な役割を果たしていると考えられており、WASP-43b の大気中の水の分散を知ることで、その形成過程について多くのことが明らかになる。多くの天文学者は、これらの惑星がまだ非常に若かった昔に、小惑星のような天体がこれらの惑星に衝突し、今日観測されている水やその他の分子を運んだと考えている。