JWSTは鉄を鋳造できるほど熱い遠方の太陽系外惑星「ホットジュピター」を計測する

NASA のジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、宇宙の最も詳細な画像を撮影しているだけでなく、地球から何兆マイルも離れた惑星の天候を判定する国際的な天文学者チームにも役立っています。その最新の対象である WASP-43b は、非常に重金属のような響きのその名前にふさわしいもののようです。

天文学者たちは2011年にWASP-43bを発見したが、当初はハッブル宇宙望遠鏡と現在は引退したスピッツァー宇宙望遠鏡を使ってその潜在的な状態をある程度評価することしかできなかった。とはいえ、この巨大ガス惑星が灼熱であることはすぐに明らかになった。彼らの測定によると、この惑星は主星からわずか130万マイル離れたところで公転している。ちなみに、これは水星と太陽を隔てる距離の25分の1にも満たない。WASP-43bはまた、軌道上で潮汐固定されており、つまり片側は常に主星に面し、もう片側は常に暗闇に包まれている。

しかし、WASP-43bは280光年離れており、ほぼ主星と向かい合っているため、望遠鏡ではっきりと見ることは難しい。よりよく観察するために、専門家はJWSTの中間赤外線装置（MIRI）を利用して、WASP-43系から放射される明るさの極めて小さな変動を24時間以上にわたって10秒ごとに測定した。

「軌道全体を観測することで、惑星が回転して視界に入る際のさまざまな側面の温度を計算することができました。そこから、惑星全体の大まかな温度マップを作成することができました」と、ベイエリア環境研究所の研究員で、昨日ネイチャー・アストロノミー誌に掲載された研究の主執筆者であるテイラー・ベル氏は火曜日の発表で述べた。

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WASP-43b の昼側の平均温度は華氏約 2,300 度で、鉄を鋳造できるほどの灼熱の温度もある。夜側は華氏 1,100 度と比較的温暖だが、それでもアルミニウムの融点より 120 度ほど低いだけだ。

MIRI の広帯域中赤外線データと、追加の望遠鏡による測定結果および 3D 気候モデリングを組み合わせることで、天文学者は惑星周辺の水蒸気レベルを測定することもできました。この情報により、チームは WASP-43b の雲の厚さや高さなどの特性をより正確に計算できるようになりました。

光のデータはまた、この巨大ガス惑星の大気の状態について驚くべき事実を明らかにした。それは、天文学者がこれまで少なくとも夜側では検出可能かもしれないと仮説していたメタンがまったく存在しないということだ。この事実は、WASP-43b では時速約 5,000 マイルの赤道風が定期的に吹き荒れているはずであり、その速さは検出可能なレベルのメタンを生成するのに必要な化学反応を妨げるのに十分な速さである。

「ハッブルのおかげで、昼側に水蒸気があることがはっきりとわかりました。ハッブルとスピッツァーはどちらも、夜側に雲があるかもしれないと示唆していました」とベル氏は火曜日に語った。「しかし、地球全体の温度、雲量、風、より詳細な大気の構成を実際にマッピングするには、ウェッブによるより正確な測定が必要でした。」