太陽系外惑星の研究は、近年本当に爆発しました。現在、天文学者は太陽系を超えた4,104個の惑星の存在を確認することができ、別の4900個が確認を待っています。これらの多くの惑星の研究により、私たちの宇宙に存在する可能性のある惑星の範囲についてのことが明らかになり、私たちの太陽系には類似物がないものがたくさんあることがわかりました。
たとえば、によって得られた新しいデータのおかげで ハッブル宇宙望遠鏡、天文学者は、「スーパーパフ」惑星として知られる新しいクラスの太陽系外惑星についてもっと学びました。このクラスの惑星は、本質的には木星に匹敵するサイズの若いガス巨人ですが、質量は地球の数倍です。その結果、彼らの雰囲気は綿菓子の密度を持ち、それゆえに楽しいニックネームになります！
この惑星の知られている唯一の例は、ケプラー51システムにあります。これは、シグナス座の約2,615光年離れた位置にある太陽に似た若い星です。このシステム内で、3つの太陽系外惑星（Kepler-51 b、c、d）が確認されました。 ケプラー宇宙望遠鏡 しかし、これらの惑星の密度が確認されたのは2014年になってからであり、それは非常に驚きでした。
これらのガス巨人は、水素とヘリウムで構成され、木星とほぼ同じサイズの大気を持っていますが、質量の点で約100倍も軽いです。彼らの大気がどのようにそしてなぜ彼らのやり方を膨らませるのかは謎のままですが、彼らの大気の性質がスーパーパフ惑星を大気分析の主要な候補にしているという事実は残っています。
それはまさに、コロラド大学ボルダー校の天体物理学および宇宙天文学センター（CASA）のJessica Libby-Robertsが率いる国際的な天文学者チームがやろうとしていたことです。からのデータの使用 ハッブル、リビー・ロバーツと彼女のチームは、ケプラー-51 bおよびdの大気から得られたスペクトルを分析して、そこに含まれている成分（水を含む）を確認しました。
これらの惑星が星の前を通過するとき、それらの大気によって吸収された光が赤外波長で調べられました。チームの驚いたことに、彼らは両方の惑星のスペクトルに明確な化学的特徴がないことを発見しました。これは、彼らの大気中の塩の結晶の雲または光化学の霞の存在に起因した。
そのため、チームはコンピューターシミュレーションやその他のツールに依存して、ケプラー51惑星はほとんどが質量で水素とヘリウムであり、メタンで構成された厚いヘイズで覆われていると理論づけました。これは、タイタンの大気（土星の最大の月）で起こっていることに似ています。主に窒素雰囲気には、表面を覆っているメタンガスの雲が含まれています。
「これは完全に予想外でした」とリビー・ロバーツは言いました。 「私たちは大きな吸水機能を観察することを計画していましたが、そこにはありませんでした。曇りだった！」ただし、これらの雲は、Kepler-51 bおよびdが天文学者によって観測された他の低質量でガスに富む太陽系外惑星と比較する方法についての貴重な洞察をチームに提供しました。リビー・ロバーツがCUボルダーの報道声明で説明したように：
「私たちはそれらが低密度であることを知っていました。しかし、木綿菓子のジュピターサイズのボールを想像すると、それは非常に低密度です...ここで何が起きているのかを考え出すために、私たちは間違いなく混乱しました。私たちは水を見つけることを期待していましたが、分子の形跡を観察することはできませんでした。」
チームはまた、タイミングの影響を測定することにより、これらの惑星のサイズと質量をより適切に制約することができました。すべてのシステムで、惑星の質量を導き出すために使用できる引力により、惑星の軌道周期にわずかな変化が発生します。チームの結果は、Kepler-51 bの以前の推定値と一致しましたが、Kepler-51 dの推定値は、以前考えられていたよりも少し重い（別名：ふくらんでいる）ことを示しました。
チームはまた、2つのスーパーパフのスペクトルを他の惑星のスペクトルと比較し、雲/霞の形成が惑星の温度にリンクしていることを示す結果を得ました。これは、惑星がより涼しく、より曇りであるという仮説を支持します。これは、最近の太陽系外惑星の発見のおかげで、天文学者が悩んでいることです。
最後に、重要なことに、チームはKepler-51 bとdの両方が急速にガスを失っているように見えることを観察しました。実際、チームは、元の惑星（親の星に最も近い）が毎秒数百億トンの物質を宇宙に投棄していると推定しています。この傾向が続く場合、惑星は今後数十億年の間にかなり縮小し、ミニ海王星になる可能性があります。
この点で、これは結局、太陽系外惑星がそれほど珍しくなく、ミニネプチューンが非常に一般的であるように見えることを示唆していることを示唆しています。それはまた、スーパーパフ惑星の低密度がシステムの時代に起因していることを示唆しています。太陽系はおよそ46億年前のものですが、ケプラー-51はわずか5億年前から存在しています。
チームが使用した惑星モデルは、惑星がケプラー51sフロストライン（揮発性元素が凍結する境界）を超えて形成された可能性が高く、内部に移動したことを示しています。奇球惑星ではなく、ケプラー51 bとdは、開発の初期段階で宇宙で最も一般的なタイプの惑星の1つについて天文学者が見た最初の例である可能性があります。
Zach Berta-Thompson（助手APS教授および新しい研究の共著者）が説明したように、これにより、Kepler-51は初期の惑星進化の理論をテストするための「ユニークな実験室」になります。
「これは、一般的に太陽系外惑星のすごいところの極端な例です。彼らは私たちとは非常に異なる世界を研究する機会を私たちに与えますが、彼らはまた私たち自身の太陽系の惑星をより大きな文脈に配置します。」
将来的には、 ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡 （JWST）は、天文学者がケプラー51惑星や他のスーパーパフの雰囲気を調べるのに役立ちます。 JWSTのより長い赤外線波長に対する感度のおかげで、私たちはそれらの密な雲を覗き込んで、これらの「綿菓子」の惑星が実際に何で構成されているかを判断できるかもしれません。
崇拝者の帽子のもう一つの羽でもあります ハッブル、 約30年間（1990年5月から）継続運用されており、宇宙の謎に光を当て続けています！それはまだ非常にすぐにフォローアップ調査の対象となる発見をしているのはあくまでもフィッティングです ジェームズウェッブ、その精神的な後継者。
チームの研究を詳細に説明する調査は最近オンラインで公開され、 天体物理ジャーナル.
