胃のレントゲン検査の時に飲まされるバリウムが系外惑星の大気に含まれると聞いても少しも嬉しくないが、超ホットジュピターの大気温度が１６００℃以上でバリウムが蒸発して浮いていると考えると灼熱地獄で浮かれてる場合かと思う。以下、機械翻訳。
系外惑星の大気中で検出された最も重い元素
2022年10月13日
この画像は、明るい黄色の星と大きな赤い惑星の芸術的なビューを示しており、視聴者から星を部分的に隠しています。恒星に面した惑星の側面は明るく照らされ、反対側は影になっています。惑星のガス状の大気は、その周りのぼんやりとした輝きとして見えています。
ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡(ESOのVLT)を使って、天文学者は系外惑星の大気圏内でこれまでに発見された中で最も重い元素、バリウムを発見しました。彼らは、超高温のガス巨星WASP-76 bとWASP-121 bの大気中に高高度でバリウムを発見したことに驚いた - 2つの系外惑星、私たちの太陽系外の星を周回する惑星。この予期せぬ発見は、これらのエキゾチックな雰囲気がどのようなものかという疑問を提起します。
「不可解で直感に反する部分は、なぜこれらの惑星の大気の上層にそのような重い元素があるのかということです。ポルト大学とポルトガルのアストロフィシカ研究所(IA)の博士課程の学生で、天文学と天体物理学誌に本日発表された研究を主導したトマス・アゼベド・シルバは言う。
WASP-76 bとWASP-121 bは通常の系外惑星ではない。どちらも木星に匹敵する大きさでありながら、表面温度が1000°Cを超えて急上昇するため、超高温木星として知られています。 これは、主星に近接しているためであり、各恒星の周りの軌道はわずか1〜2日しかかからないことを意味します。これはこれらの惑星にかなりエキゾチックな特徴を与えます。例えば、WASP-76 bでは、天文学者は鉄の雨が降っていると疑っている。
系外惑星の大気中で検出された最も重い元素
2022年10月13日
この画像は、明るい黄色の星と大きな赤い惑星の芸術的なビューを示しており、視聴者から星を部分的に隠しています。恒星に面した惑星の側面は明るく照らされ、反対側は影になっています。惑星のガス状の大気は、その周りのぼんやりとした輝きとして見えています。
ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡(ESOのVLT)を使って、天文学者は系外惑星の大気圏内でこれまでに発見された中で最も重い元素、バリウムを発見しました。彼らは、超高温のガス巨星WASP-76 bとWASP-121 bの大気中に高高度でバリウムを発見したことに驚いた - 2つの系外惑星、私たちの太陽系外の星を周回する惑星。この予期せぬ発見は、これらのエキゾチックな雰囲気がどのようなものかという疑問を提起します。
「不可解で直感に反する部分は、なぜこれらの惑星の大気の上層にそのような重い元素があるのかということです。ポルト大学とポルトガルのアストロフィシカ研究所(IA)の博士課程の学生で、天文学と天体物理学誌に本日発表された研究を主導したトマス・アゼベド・シルバは言う。
WASP-76 bとWASP-121 bは通常の系外惑星ではない。どちらも木星に匹敵する大きさでありながら、表面温度が1000°Cを超えて急上昇するため、超高温木星として知られています。 これは、主星に近接しているためであり、各恒星の周りの軌道はわずか1〜2日しかかからないことを意味します。これはこれらの惑星にかなりエキゾチックな特徴を与えます。例えば、WASP-76 bでは、天文学者は鉄の雨が降っていると疑っている。
しかし、それでも科学者たちは、WASP-76 bとWASP-121 bの上層大気に鉄の2.5倍の重さのバリウムがあることに驚いた。「惑星の高重力を考えると、バリウムのような重元素がすぐに大気の下層に落ちることが予想される」と、ポルト大学とIA大学の研究者でもある共著者のオリヴィエ・デマンジョンは説明する。
「これはある意味で『偶然の』発見でした」とアゼベド・シルバは言う。「私たちは特にバリウムを期待したり探したりしていなかったので、これまでどの系外惑星でも見られなかったので、これが実際に惑星から来ていることをクロスチェックしなければなりませんでした。
バリウムがこれらの超高温木星の両方の大気中で検出されたという事実は、このカテゴリーの惑星が以前に考えられていたよりもさらに奇妙であるかもしれないことを示唆している。私たちは時折、花火の鮮やかな緑色として、私たち自身の空にバリウムを見ますが、科学者にとっての質問は、この重元素がこれらの系外惑星のそのような高高度にある原因となる自然のプロセスです。「現時点では、メカニズムが何であるかはわかりません」とDemangeon氏は説明します。
系外惑星大気の研究において、超高温のジュピターは非常に有用である。デマンジョンが説明しているように、「ガス状で熱いので、それらの大気は非常に拡張されているため、より小さい惑星やより涼しい惑星の大気よりも観察と研究が容易です」。
系外惑星の大気組成を決定するには、非常に特殊な装置が必要です。チームはチリのESOのVLTのESPRESSO装置を使用して、WASP-76 bとWASP-121 bの大気を通してフィルタリングされた星光を分析した。これにより、バリウムを含むいくつかの元素を明瞭に検出することが可能となった。
これらの新しい結果は、太陽系外惑星の謎の表面を傷つけただけであることを示しています。ESOの近日公開予定の超大型望遠鏡(ELT)で動作する高解像度ArmazoNes高分散エシェル分光器(ANDES)などの将来の機器により、天文学者は地球に似た岩石惑星の大気を含む大小の系外惑星の大気をはるかに深く研究し、これらの奇妙な世界の性質に関するより多くの手がかりを集めることができます。
詳細情報
本研究は、Astronomy &. Astronomy &. Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202244489) に掲載された論文「超高温ガス巨星WASP-76b&WASP-121bの大気中バリウムの検出」で発表されました。
チームは、T. Azevedo Silva(Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal [IA/UPorto, CAUP]とDepartamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portug [FCUP])、O. D. S. Demangeon (IA/UPorto, CAUP and FCUP)、N. C. Santos (IA/UPorto, CAUP, FCUP), R. Allart (物理学部, カナダ・モントリオール大学、スイス・ジュネーブ天文台[UNIGE]、F・ボルサ(INAF – ブレラ天文学研究所、イタリア)、E・クリスト(IA/UPorto、CAUP、FCUP)、E・エスパルツァ・ボルヘス(スペイン・カナリアス天文研究所[IAC]、デパルタメント・デ・アストロフィシカ・デ・ラグーナ大学、テネリフェ島、スペイン[IAC-ULL])、J・V・ザイデル(ヨーロッパ南天天文台、 チリ [ESO チリ])、E. パレ (IAC)、S. G. ソウサ (IA/UPorto)、H. M. タベルネロ (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Spain [CSIC-INTA]), M. R. Zapatero Osorio (CSIC-INTA), S. CRISTIANI (INAF – OSSERVATORIO Astronomico di Trieste, Italy, Italy, F. Pepe (UNIGE), R. Rebolo (IAC and IAC-ULL), V. Adibekyan (IA/UPorto and FCUP), Y. Alibert (Physikalisches Institut, University of Bern, スイス)、S. C. C. Barros (IA/UPorto and FCUP), V. Bourrier (UNIGE), P. Di Marcantonio (INAF Trieste), V. D'Odorico (INAF Trieste, Scuola Normale Superiore, Italy, Trieste, Italy[IFPU]), D. Ehrenreich (UNIGE and Centre Vie dans l'Univers, Faculté des Sciences de l'Université de Genève, Switzerland), P. Figueira (UNIGE and IA/UPorto), J. I. ゴンサレス・エルナンデス (IAC and Universidad de La Laguna, Departamento de Astrofísica, Spain), C. J. A. P. Martins (UA/UPorto and Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portu), A. Mehner (ESO Chile), G. Micela (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Italy), P. Molaro (INAF Trieste and IFPU), D. Mounzer (UNIGE), N. J. Nunes (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, リスボン大学とフィシカ大学、リスボン大学、リスボン大学、ポルトガル、A.ソゼッティ(INAF - トリノのアストロフィシコ)、A.スアレスマスカレニョ(IACおよびIAC-ULL)、S.ウドリー(UNIGE)。
ヨーロッパ南天天文台(ESO)は、世界中の科学者がすべての人の利益のために宇宙の秘密を発見することを可能にします。私たちは、天文学者がエキサイティングな質問に取り組み、天文学の魅力を広めるために使用する世界クラスの天文台を地上で設計、建設、運営し、天文学における国際的な協力を促進します。1962年に政府間組織として設立されたESOは、現在、16の加盟国(オーストリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、英国)、チリのホスト国、戦略的パートナーとしてのオーストラリアによってサポートされています。ESOの本社とそのビジターセンターとプラネタリウムであるESO超新星はドイツのミュンヘンの近くにあり、チリのアタカマ砂漠は空を観察するユニークな条件を持つ素晴らしい場所であり、望遠鏡をホストしています。ESOは、ラ・シーラ、パラナル、チャジナントルの3つの観測サイトを運営しています。パラナルでは、超大型望遠鏡とその超大型望遠鏡干渉計、VISTAなどの測量望遠鏡を運用しています。また、パラナルESOでは、世界最大かつ最も感度の高いガンマ線天文台であるチェレンコフ望遠鏡アレイサウスをホストおよび運用します。ESOは国際的なパートナーとともに、APEXとアルマ望遠鏡をチャジナントルで運営しており、これはミリメートルとサブミリメートルの範囲で空を観測する2つの施設です。パラナル近郊のセロ・アルマゾネスでは、「世界最大の空への目」、ESOの超大型望遠鏡を構築しています。チリのサンティアゴにあるオフィスから、チリでの事業をサポートし、チリのパートナーや社会と関わっています。
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研究論文
VLTの写真
ESOの超大型望遠鏡についてもっと知る
Detecting barium in an exoplanet atmosphere
「これはある意味で『偶然の』発見でした」とアゼベド・シルバは言う。「私たちは特にバリウムを期待したり探したりしていなかったので、これまでどの系外惑星でも見られなかったので、これが実際に惑星から来ていることをクロスチェックしなければなりませんでした。
バリウムがこれらの超高温木星の両方の大気中で検出されたという事実は、このカテゴリーの惑星が以前に考えられていたよりもさらに奇妙であるかもしれないことを示唆している。私たちは時折、花火の鮮やかな緑色として、私たち自身の空にバリウムを見ますが、科学者にとっての質問は、この重元素がこれらの系外惑星のそのような高高度にある原因となる自然のプロセスです。「現時点では、メカニズムが何であるかはわかりません」とDemangeon氏は説明します。
系外惑星大気の研究において、超高温のジュピターは非常に有用である。デマンジョンが説明しているように、「ガス状で熱いので、それらの大気は非常に拡張されているため、より小さい惑星やより涼しい惑星の大気よりも観察と研究が容易です」。
系外惑星の大気組成を決定するには、非常に特殊な装置が必要です。チームはチリのESOのVLTのESPRESSO装置を使用して、WASP-76 bとWASP-121 bの大気を通してフィルタリングされた星光を分析した。これにより、バリウムを含むいくつかの元素を明瞭に検出することが可能となった。
これらの新しい結果は、太陽系外惑星の謎の表面を傷つけただけであることを示しています。ESOの近日公開予定の超大型望遠鏡(ELT)で動作する高解像度ArmazoNes高分散エシェル分光器(ANDES)などの将来の機器により、天文学者は地球に似た岩石惑星の大気を含む大小の系外惑星の大気をはるかに深く研究し、これらの奇妙な世界の性質に関するより多くの手がかりを集めることができます。
詳細情報
本研究は、Astronomy &. Astronomy &. Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202244489) に掲載された論文「超高温ガス巨星WASP-76b&WASP-121bの大気中バリウムの検出」で発表されました。
チームは、T. Azevedo Silva(Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal [IA/UPorto, CAUP]とDepartamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portug [FCUP])、O. D. S. Demangeon (IA/UPorto, CAUP and FCUP)、N. C. Santos (IA/UPorto, CAUP, FCUP), R. Allart (物理学部, カナダ・モントリオール大学、スイス・ジュネーブ天文台[UNIGE]、F・ボルサ(INAF – ブレラ天文学研究所、イタリア)、E・クリスト(IA/UPorto、CAUP、FCUP)、E・エスパルツァ・ボルヘス(スペイン・カナリアス天文研究所[IAC]、デパルタメント・デ・アストロフィシカ・デ・ラグーナ大学、テネリフェ島、スペイン[IAC-ULL])、J・V・ザイデル(ヨーロッパ南天天文台、 チリ [ESO チリ])、E. パレ (IAC)、S. G. ソウサ (IA/UPorto)、H. M. タベルネロ (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Spain [CSIC-INTA]), M. R. Zapatero Osorio (CSIC-INTA), S. CRISTIANI (INAF – OSSERVATORIO Astronomico di Trieste, Italy, Italy, F. Pepe (UNIGE), R. Rebolo (IAC and IAC-ULL), V. Adibekyan (IA/UPorto and FCUP), Y. Alibert (Physikalisches Institut, University of Bern, スイス)、S. C. C. Barros (IA/UPorto and FCUP), V. Bourrier (UNIGE), P. Di Marcantonio (INAF Trieste), V. D'Odorico (INAF Trieste, Scuola Normale Superiore, Italy, Trieste, Italy[IFPU]), D. Ehrenreich (UNIGE and Centre Vie dans l'Univers, Faculté des Sciences de l'Université de Genève, Switzerland), P. Figueira (UNIGE and IA/UPorto), J. I. ゴンサレス・エルナンデス (IAC and Universidad de La Laguna, Departamento de Astrofísica, Spain), C. J. A. P. Martins (UA/UPorto and Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portu), A. Mehner (ESO Chile), G. Micela (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Italy), P. Molaro (INAF Trieste and IFPU), D. Mounzer (UNIGE), N. J. Nunes (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, リスボン大学とフィシカ大学、リスボン大学、リスボン大学、ポルトガル、A.ソゼッティ(INAF - トリノのアストロフィシコ)、A.スアレスマスカレニョ(IACおよびIAC-ULL)、S.ウドリー(UNIGE)。
ヨーロッパ南天天文台(ESO)は、世界中の科学者がすべての人の利益のために宇宙の秘密を発見することを可能にします。私たちは、天文学者がエキサイティングな質問に取り組み、天文学の魅力を広めるために使用する世界クラスの天文台を地上で設計、建設、運営し、天文学における国際的な協力を促進します。1962年に政府間組織として設立されたESOは、現在、16の加盟国(オーストリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、英国)、チリのホスト国、戦略的パートナーとしてのオーストラリアによってサポートされています。ESOの本社とそのビジターセンターとプラネタリウムであるESO超新星はドイツのミュンヘンの近くにあり、チリのアタカマ砂漠は空を観察するユニークな条件を持つ素晴らしい場所であり、望遠鏡をホストしています。ESOは、ラ・シーラ、パラナル、チャジナントルの3つの観測サイトを運営しています。パラナルでは、超大型望遠鏡とその超大型望遠鏡干渉計、VISTAなどの測量望遠鏡を運用しています。また、パラナルESOでは、世界最大かつ最も感度の高いガンマ線天文台であるチェレンコフ望遠鏡アレイサウスをホストおよび運用します。ESOは国際的なパートナーとともに、APEXとアルマ望遠鏡をチャジナントルで運営しており、これはミリメートルとサブミリメートルの範囲で空を観測する2つの施設です。パラナル近郊のセロ・アルマゾネスでは、「世界最大の空への目」、ESOの超大型望遠鏡を構築しています。チリのサンティアゴにあるオフィスから、チリでの事業をサポートし、チリのパートナーや社会と関わっています。
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VLTの写真
ESOの超大型望遠鏡についてもっと知る
Detecting barium in an exoplanet atmosphere
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