画像クレジット：NASA
天文学者のチームは、パルサーの軌道を正確に測定することにより、パルサーを周回する惑星のグループの重さを量りました。異常なのは、惑星間の間隔が水星、金星、地球の間隔とほぼ正確に一致することです。この奇妙なシステムは、これまでに発見された私たちの太陽系に最も似ています。パルサー1257 + 12は、アレシボ電波望遠鏡を使用して13年前に発見されました。
カリフォルニア工科大学とペンシルベニア州立大学の天文学者のチームによると、パルサーを周回する惑星は、軌道を完成するのにかかる時間の変動を正確に測定することによって初めて「計量」されました。
アメリカ天文学会の夏の会議での報告によると、Caltech博士研究員Maciej Konackiとペン州立天文学教授のAlex Wolszczanは、おとめ座で1,500光年離れた高速で回転するパルサーを周回する3つの既知の惑星の2つの質量が本日発表されたことを発表しました。正常に測定されました。惑星は地球の質量の4.3倍と3.0倍で、誤差は5％です。
測定された2つの惑星は、ほぼ同じ軌道面にあります。 3番目の惑星が他の2つの惑星と同一平面上にある場合、それは月の質量の約2倍です。これらの結果は、惑星がパルサーを取り巻く物質の円盤から進化したに違いないという説得力のある証拠を提供します。
水星、金星、地球の間隔にほぼ正確な間隔で軌道が配置された3つのパルサー惑星は、内部の太陽系と外観が驚くほど似ている惑星系を構成します。それらは明らかに、宇宙干渉ミッションや地球惑星探知機などの将来の宇宙干渉計によって近くの太陽のような星の周りで発見されるかもしれない地球のような惑星の前兆です。
「驚くべきことに、パルサー1257 + 12の周りの惑星系は、太陽のような星の周りで発見された太陽系外の惑星系よりも、私たち自身の太陽系に似ています」とコナッキは言いました。 「これは、惑星の形成が予想よりも普遍的であることを示唆しています。」
太陽以外の星を周回する最初の惑星は、ウォルシュザンとフレイルによって、高速で回転する古い中性子星、PSR B1257 + 12の周りで発見されました。中性子星は、非常に周期的でパルス状の電波放射のバーストの発生源であることから、電波パルサーとして観測されることがよくあります。それらは、超新星爆発からの非常にコンパクトで高密度の残り物であり、巨大な通常の星の死を示しています。
ミリ秒のパルサーの絶妙な精度は、パルサーを周回する惑星や大きな小惑星でさえ探るユニークな機会を提供します。この「パルサータイミング」アプローチは、よく知られているドップラー効果に類似しており、光学天文学者が近くの星の周りの惑星を特定するためにうまく使用しています。基本的に、軌道を回るオブジェクトはパルサーに反射運動を引き起こし、パルスの到着時間を混乱させます。ただし、ドップラー法と同様に、パルサータイミング法は見通し線に沿った恒星の動きに敏感であり、パルサータイミングは同じ線に沿ったパルサーウォブルによって引き起こされるパルス到着時間の変動のみを検出できます。この制限の結果、視線上への惑星の動きの投影のみを測定でき、実際の軌道のサイズを決定できなくなります。
PSR 1257 + 12の周りの惑星が発見されて間もなく、天文学者たちは、重い方の2つが測定可能な方法で重力的に相互作用しなければならないことに気付きました。この近共鳴状態から生じる摂動の大きさと正確なパターンは、惑星軌道の相互の向きと惑星の質量に依存するため、原則として、正確なタイミング観測からこの情報を抽出できます。
Wolszczanは、惑星パルサーのタイミングにおける予測された摂動効果の存在を実証することにより、1994年にこのアプローチの実現可能性を示しました。実際、それは太陽系を超えたそのような効果の最初の観測であり、惑星と惑星衛星の間の共鳴が一般的に観測されています。近年、天文学者は通常の星の周りの巨大惑星間の重力相互作用の例も検出しています。
KonackiとWolszczanは、共鳴相互作用技術を、巨大なArecibo電波望遠鏡で1990年から2003年の間に作成されたPSR B1257 + 12のマイクロ秒精度のタイミング観測に適用しました。 Astrophysical Journal Lettersに掲載される論文では、タイミングデータで検出可能な惑星の摂動シグネチャが、パルサーを周回する2つの惑星の質量の驚くほど正確な推定値を得るのに十分な大きさであることを示しています。
コナッキとウォルシュクザンによって達成された測定は、パルサー惑星がはるかに大規模である可能性を排除します。それは、それらの軌道が空に対してより「向きが合っている」場合に当てはまります。実際、これらの結果は、太陽系を超えた原始惑星系円盤から作成された地球サイズの惑星の最初の明確な識別を表しています。
ウォルシュザン氏は、「この発見とパルサーシステムの内部太陽系の外観の驚くべき類似性は、近くの星の周りの地球のような惑星の将来の探索を計画するための重要なガイドラインを提供します。」
元のソース：Caltechニュースリリース
