重い恒星の巨大な惑星を直接撮像 “すばる望遠鏡”

“すばる望遠鏡”による観測で、アンドロメダ座の恒星を回る巨大惑星が直接とらえられました。
これにより、太陽の2倍以上の質量を持つ恒星でも、惑星が作られることが示されたんですねー

系外惑星・円盤探査プロジェクト“SEEDS”は、国立天文台を中心とする国際研究チームが推進するプロジェクトです。
このプロジェクトの一環として行われた直接撮像観測から、170光年かなたの“アンドロメダ座κ（カッパ）星”を主星とする巨大なガス惑星が発見されました。







“アンドロメダ座κ星”の位置





主星の質量は太陽の2.5倍で、今までに惑星が撮像された恒星の中では最も重いものなんですねー
発見された惑星は木星の13倍もの質量で、太陽系の海王星の軌道より少し遠い軌道を回っています。

この惑星“アンドロメダ座κ星b”は、2012年の1月と6月に行われた2回の観測で、主星の周囲を回っていることが確認されています。

そして、近赤外線の4つの波長帯で明るさの比較も行われました。
観測で得られた惑星の色は、これまで撮像された10個程度の巨大ガス惑星とよく似ていることも判明したんですねー

主星の“アンドロメダ座κ星”は、“はと座運動星団”に属し、その年齢は3000万歳と推定されています。
もし、若い恒星の周囲に惑星があるとしたら…　その年齢は当然若く、形成時の熱により赤外線で明るく光っているはずです。
なので、若い恒星は惑星の直接撮像を狙う魅力的なターゲットなんですねー

とはいえ、惑星は主星に比べて圧倒的に暗いので、系外惑星の直接撮像、特に太陽系の惑星と似た軌道にある惑星の撮影に成功した例はきわめて限られます。
“SEEDS”プロジェクトの高コントラスト観測で、主星の光をできるだけ取り除くことにより、周囲にあるかすかな天体の光を見分けることができたんですねー


アンドロメダ座κ星系の
近赤外線画像（左）
左上に“アンドロメダ座κ星b”が
見える
信号・雑音比という処理をした
画像（右）

重い主星と巨大ガス惑星からなるこの惑星系は、一見太陽系と大きく異なります。
でも、太陽系の起源と進化を、最近の観測と理論に基づいて拡張したモデルがあるんですねー
それによると、大きな主星は大きな惑星を持ち得ると考えられています。

ただし、そのようなモデルの拡張にも限界があります。
もし、主星が重くなり過ぎたら、その強烈な放射により原始惑星系円盤内での惑星形成が、阻害される可能性があるからです。

原始惑星系円盤とは、生まれたばかりの恒星を取り巻くガスとチリの円盤です。
その中から惑星が生まれるんですねー

今回の“アンドロメダ座κ星”における巨大ガス惑星の発見は、少なくとも太陽の2.5倍の重さの恒星では、原始惑星系円盤から惑星が生まれることが可能だということ示しています。

研究チームは、さらに詳しく巨大ガス惑星の軌道や、大気成分を調べようとしています。
“アンドロメダ座κ星b”を、より広い波長範囲で観測し続けているんですねー

また、この惑星の形成や軌道進化に影響を与えたかもしれない、第2の惑星が存在するかどうかについても、引き続き調査を進めています。

重い恒星周囲での惑星形成や、巨大ガス惑星（スーパージュピター）の生い立ちを解き明かすには？
これらの研究が、有用な手がかりを与えてくれそうですね。