2017年2月、NASAの科学者たちは、トラピスト1星系内に7つの地球（つまり、岩が多い）惑星の存在を発表しました。その時以来、このシステムは、これらの惑星のいずれかが居住可能であるかどうかを決定するための熱心な研究の焦点となっています。同時に、天文学者は、システムのすべての惑星が実際に説明されているかどうか疑問に思っています。
たとえば、このシステムには、岩の惑星（たとえば、私たちの惑星）を含む他の多くのシステムのように、ガスの巨人がその外側の範囲に潜んでいる可能性がありますか？それは、カーネギー科学研究所の研究者が率いる科学者のチームが最近の研究で取り上げようとした問題でした。彼らの発見によると、トラピスト-1は、7つの岩の惑星よりもはるかに遠くにあるガス巨人によって軌道に乗っている可能性があります。
「TRAPIST-1惑星系における長周期ガス巨大惑星の質量に関する星占いの制約」というタイトルのこの研究は、最近発表されました。 天文ジャーナル。彼らが彼らの研究で示しているように、チームは、チリのラスカンパナス天文台にあるデュポン望遠鏡を使用して、5年間（2011年から2016年）にわたってTRAPPIST-1で行われた追跡観察に依存しました。
これらの観測を使用して、彼らはTRAPPIST-1がシステムの外側の範囲内を周回する以前に検出されなかったガスジャイアントを持っているかどうかを決定しようとしました。カーネギー研究所の地磁気学部の宇宙物理学者で惑星科学者であり、論文の筆頭著者であるアランボス博士がカーネギーの記者発表で説明したように：
「地球サイズの惑星や超地球を含む他の多くの星系も、少なくとも1つのガスジャイアントの本拠地です。したがって、これらの7つの惑星に長周期の軌道を持つガスの巨大な兄弟がいるかどうかを尋ねることは重要な質問です。」
ボスは長年にわたり、研究の共著者であるアリシアJ.ウェインバーガー、イアンB.トンプソンなどと太陽系外惑星の狩猟調査を行ってきました。 – Carnegie Astrometric Planet Searchとして知られています。この調査は、カーネギー天体惑星探査カメラ（CAPSCam）に依存しています。
この太陽系外惑星探索の間接的な方法は、システムの重心（別名：重心）の周りのこのホスト星のぐらつきを測定することによって、星の周りの惑星の存在を決定します。 CAPSCamを使用して、Bossと彼の同僚は、数年にわたるTRAPPIST-1の観測に基づいて、システム内を周回する潜在的なガスジャイアントの質量の上限を決定しました。
このことから、彼らは4.6木星質量までの惑星が1年の周期で星を周回できると結論付けました。さらに、彼らは1.6木星質量までの惑星が5年周期で星を周回できることを発見しました。言い換えると、TRAPPIST-1には、太陽系の火星の軌道を超えて長周期ガス巨星が存在するのと同じように、その外側の範囲を周回する長周期ガス巨人がいる可能性があります。
真実であれば、これらの巨大惑星の存在は、太陽系の巨大ガスの形成についての進行中の議論を解決する可能性があります。太陽系の形成（つまり星雲仮説）について最も広く受け入れられている理論によれば、太陽と惑星はガスと塵の星雲から生まれました。この雲が中心で重力崩壊を経験し、太陽を形成した後、残りの塵とガスはそれを取り巻く円盤に平らになりました。
地球と他の地球型惑星（水星、金星、火星）はすべて、ケイ酸塩鉱物と金属の付加により太陽の近くに形成されました。ガスの巨人に関しては、それらがどのように形成されたかに関していくつかの競合する理論があります。コア降着理論として知られている1つのシナリオでは、ガスジャイアントは、周囲のガスのエンベロープを引き付けるのに十分な大きさになった固体材料（固体コアを形成）から降着し始めました。
競合する説明（ディスク不安定性理論として知られています）は、ガスとダストのディスクが渦巻腕の形成（銀河に似ています）をしたときに形成されたと主張しています。これらの武器はその後、質量と密度が増加し始め、塊を形成し、急速に合体してベビーガスジャイアントを形成しました。ボスと彼の同僚は、計算モデルを使用して両方の理論を検討し、ガス巨人がTRAPPIST-1のような低質量の星の周りに形成されるかどうかを確認しました。
コア降着がありそうでなかったのに対して、ディスク不安定性理論は、ガス巨人がトラピスト-1と他の低質量の赤い矮星の周りに形成できることを示しました。このように、この研究は、岩の惑星を持っていることがすでに知られている赤い矮星系におけるガス巨人の存在の理論的枠組みを提供します。岩だらけの惑星の相次ぐものが最近の赤い矮星を周回しているのが発見されたことを考えると、これは確かに太陽系外惑星ハンターにとって励みになるニュースです。
TRAPPIST-1を除いて、これらには太陽系に最も近い太陽系外惑星（プロキシマb）、LHS 1140b、グリーゼ581g、グリーゼ625b、グリーゼ682cが含まれます。しかし、ボスも述べたように、この研究はまだ始まったばかりであり、決定的なことが言える前に、さらに多くの研究と議論を行う必要があります。幸いなことに、このような研究は、そのような研究と議論への扉を開くのに役立ちます。
「トラピスト1の周りの長周期軌道で見つかったガス巨大惑星は、コア降着理論に挑戦する可能性がありますが、必ずしもディスク不安定性理論に挑戦することはできません」とボスは言った。 「私たちがここで研究したより長い周期の軌道と7つの既知のTRAPPIST-1惑星の非常に短い軌道の間には、さらなる調査のための多くのスペースがあります。」
ボスと彼のチームはまた、CAPSCamによる継続的な観測とそのデータ分析パイプラインのさらなる改良により、長周期の惑星を検出するか、質量の上限にさらに厳しい制約を課すと主張しています。そしてもちろん、ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡などの次世代の赤外線望遠鏡の配備は、赤い矮星の周りのガス巨人の捜索に役立ちます。
