NASAのTESSは、地球と金星の間の大きさの興味深い世界を発見しました

地球の1.36倍のエネルギーを受けるグリーゼ12bジェームスウエッブ宇宙望遠鏡で観測すれば系外金星か系外地球か分かるのか？
海が有ったら地球で無ければ金星という考え方もできる。以下、機械翻訳。
NASAのTESSは、地球と金星の間の大きさの興味深い世界を発見しました
2024年5月23日
記事
NASAのTESS(トランジット系外惑星探査衛星)やその他多くの施設による観測をもとに、2つの国際天文学者が、わずか40光年離れたところに、地球と金星の大きさの惑星を発見しました。複数の要因により、NASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使ったさらなる研究に適した候補となっています。

グリーゼ12bの薄層大気版の宇宙情景
わずか40光年の距離にある冷たい赤色矮星の周りを回るグリーゼ12bは、恒星に近い惑星が大気を保持したり失ったりする仕組みについて、天文学者にもっと多くのことを教えてくれることを約束します。この作家のコンセプトでは、薄い雰囲気を保ったままのグリーゼ12bが描かれています。
NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/R. Hurt (カリフォルニア工科大学-IPAC)
TESSは、20秒から30分間隔で数万個の星の明るさの変化を追尾しながら、約1ヶ月にわたって広い範囲の空を見つめています。トランジット(軌道を回る惑星の通過によって引き起こされる恒星の短時間の規則的な減光)を捉えることは、ミッションの主要な目標の1つです。

「私たちは、これまでで最も近い、トランジットの温帯地球サイズの世界を発見しました」と、東京大学の福井明彦特任助教と共同で研究チームを率いたアストロバイオロジーセンターの葛原雅之特任助教は述べています。「大気を持っているかどうかはまだわかっていませんが、太陽系の隣の惑星と同じような大きさとエネルギーを持つ太陽系外金星だと考えてきました」

グリーゼ12と呼ばれる主星は、うお座の方角に約40光年の位置にある低温赤色矮星です。この恒星の大きさは太陽の約27%で、表面温度は太陽の約60%です。グリーゼ12bと名付けられたこの新天体は、12.8日ごとに公転しており、地球の大きさかそれよりわずかに小さく、金星に匹敵する。大気がないと仮定すると、惑星の表面温度は摂氏42度と推定されます。

天文学者は、赤色矮星は小さいサイズと質量で、地球サイズの惑星を見つけるのに理想的だと言っています。恒星が小さいほど、トランジットのたびに減光が大きくなり、質量が小さいほど、軌道を回る惑星は恒星の「反射運動」として知られる大きなぐらつきを生み出すことができます。これらの効果により、より小さな惑星が検出されやすくなります。


グリーゼ12bモデルと地球を比較したイラスト
グリーゼ12bの推定サイズは、地球と同じか、わずかに小さく、太陽系の金星に匹敵する。このアーティストのコンセプトは、地球を、大気のないものから厚い金星のようなものまで、さまざまなグリーゼ12bの解釈と比較しています。NASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡による追跡観測は、惑星がどれだけの大気を保持しているか、またその組成を決定するのに役立つ可能性がある。
NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/R. Hurt (カリフォルニア工科大学-IPAC)
赤色矮星の光度が低いということは、ハビタブルゾーン(惑星の表面に液体の水が存在する可能性のある軌道距離の範囲)が赤色矮星に近いことも意味します。これにより、赤色矮星の周りのハビタブルゾーン内のトランジット惑星は、より多くのエネルギーを放出する恒星の周りの惑星よりも検出しやすくなります。

グリーゼ12と新しい惑星を隔てる距離は、地球と太陽の間の距離のわずか7%です。金星は、地球が太陽から受けるエネルギーの1.6倍、金星が経験するエネルギーの約85%を恒星から受け取っています。

「グリーゼ12bは、冷たい恒星の周りを回る地球サイズの惑星が大気を保持できるかどうかを研究するのに最適なターゲットの1つであり、銀河系全体の惑星の居住可能性の理解を深めるための重要なステップです」と、オーストラリアの南クイーンズランド大学天体物理学センターの博士課程の学生であるShishir Dholakia氏は述べています。彼は、エディンバラ大学とユニバーシティ・カレッジ・ロンドンの博士課程の学生であるラリッサ・パレソープと別の研究チームを率いていました。

両研究チームは、グリーゼ12bの研究が、太陽系の進化のいくつかの側面を解き明かすのに役立つかもしれないと示唆している。

「地球と金星の最初の大気は剥ぎ取られ、火山のガス放出と太陽系の残留物質からの爆撃によって補充されたと考えられています」とパレソープは説明した。「地球は居住可能ですが、金星は水が完全に失われたためではありません。グリーゼ12bは地球と金星の中間にあるため、その大気は、惑星が発達するにつれてたどる居住可能性の経路について多くのことを教えてくれる可能性があります。

大気を保持するための重要な要素の1つは、その星の嵐です。赤色矮星は磁気的に活発な傾向があり、その結果、頻繁に強力なX線フレアが発生します。しかし、両チームによる分析では、グリーゼ12には極端な行動の兆候は見られないと結論付けられている。

葛原氏と福井氏らが主導した論文が、5月23日にアストロフィジカル・ジャーナル・レターズ誌に掲載されました。ドーラキアとパレソープの発見は、同日、王立天文学会の月報に掲載された。

トランジット中、主星の光はあらゆる大気を通過します。異なるガス分子は異なる色を吸収するため、トランジットはウェッブのような望遠鏡で検出できる一連の化学的指紋を提供します。

「地球に似た温帯惑星のうち、地球に十分近く、かつ、現在の設備を用いた透過分光法と呼ばれるこの種の研究に必要な他の基準を満たしているものは、ほんの一握りしか知られていません」と、メリーランド州グリーンベルトにあるNASAのゴダード宇宙飛行センターの天体物理学者で、葛原と福井の論文の共著者であるマイケル・マケルウェインは言う。「これらの惑星の大気の多様性と進化の成果をよりよく理解するためには、グリーゼ12bのような例がもっと必要です」

TESSは、NASAゴダードが管理し、マサチューセッツ州ケンブリッジのMITが運用するNASAの天体物理学探査ミッションです。その他のパートナーには、バージニア州フォールズチャーチに拠点を置くノースロップ・グラマンが含まれます。カリフォルニアのシリコンバレーにあるNASAのエイムズ研究センター。宇宙物理学研究センター |ハーバード&スミソニアン(マサチューセッツ州ケンブリッジ)マサチューセッツ工科大学(MIT)のリンカーン研究所。ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所。世界中の十数校の大学、研究機関、天文台がこのミッションに参加しています。

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