NASAが2018年にTESS（トランジットエキソプラネット調査衛星）を打ち上げたとき、特定の目標がありました。その前身であるケプラー宇宙船は何千もの太陽系外惑星を発見しましたが、それらの多くは巨大なガス巨星でした。 TESSは、地球と海王星に似たサイズの小さな惑星を見つけることを約束して宇宙に送られました。天文学者が望んだこれらの制約は、潜在的に居住可能であるより多くの太陽系外惑星を特定するでしょう。
3つの新しい太陽系外惑星のこの発見で、TESSはその約束を果たしています。
3つの新しい太陽系外惑星は、私たちが慣れているものではありません。ケプラー宇宙船の任務中に、私たちは太陽系外惑星の発見に慣れました。しかし、惑星は主に地球よりも大きく、それらの多くはガスの巨人や熱い木星などでした。しかし、これらの3つの新しいものは異なります。1つは地球よりわずかに大きく、他の2つは海王星のサイズの約2倍です。
3つすべての星は、TOI（TESS Object Of Interest）270と呼ばれるかすかにクールな星を周回し、約73光年離れたPictorの星座にあります。 TOI 270はM型の準星で、太陽よりも質量もサイズも約40％小さくなっています。また、太陽よりも約3分の1涼しいです。 3つの惑星は惑星的には温暖ですが、惑星は星に近いため、地球に比べるとまだかなり高温です。
3つの惑星は、慣習に従って、最も内側から最も外側の惑星まで、TOI 270 b、c、およびdと名付けられています。
TOI 270 bはおそらく地球のような岩の多い世界ですが、約25％大きいです。水星が太陽に比べて約13倍星に近い0.03 AUの距離で、その星を周回するのにわずか3.4日かかります。 TESSチームは、地球の約1.9倍の質量があると推測しています。
残念ながら、270 bは非常に熱くなっています。ケプラーが発見した多くの熱い木星ほど熱くはありませんが、私たちが知る限り、まだ生命には熱すぎます。平衡温度、つまり大気への影響が出る前の温度は摂氏254度です。また、潮汐で星に固定されています。
中惑星はTOI 270 cと呼ばれ、地球の2.4倍の大きさです。それは5。7日ごとに星を周回します。最も外側の惑星270 dは地球の2.1倍の大きさで、11.4日ごとに星の周りを周回しています。これらは2つの惑星を「ミニネプチューン」と呼んでいます。それらは主にガスで構成され、海王星のサイズの約半分であるためです。彼らは両方とも、彼らの星に潮汐的にロックされています。
最も外側の惑星は3つの惑星の中で最も温暖な惑星であるため、科学者にとって特に興味深いものです。 TOI 270 dの平衡温度は、地球の観点から見ると依然として約66℃（150 F）ですが、太陽系外惑星には珍しいほど温帯です。
これらの調査結果をまとめた新しい論文は、Nature Astronomy誌に掲載されています。論文のタイトルは「近くの静かなMドワーフTOI-270を通過する超地球と2つのサブネプチューン」です。
「このシステムは、TESSが見つけるために設計したものとまったく同じです。フレアなどの恒星活動が不足している非アクティブなホストスターの前を通過または通過する小さな温帯の惑星です」と、トーレスポスドクマサチューセッツ工科大学（MIT）のケンブリッジにある天体物理学および宇宙研究カブリ研究所のフェロー。 「この星は静かで私たちに非常に近いため、同等のシステムのホスト星よりもはるかに明るいです。拡張されたフォローアップ観察により、これらの世界の構成を決定し、大気が存在するかどうか、およびそれらに含まれるガスなどを特定できるようになります。
私たちの太陽系には2つのミニネプチューン、またはサブネプチューンのようなものが含まれていないため、これらの発見は興味深いものです。実際、地球サイズの1.5から2倍のサイズの惑星は、私たちが知る限り、太陽系外惑星の集団でも非常にまれです。
「このシステムの興味深い側面は、その惑星が既知の惑星サイズで確立されたギャップをまたいでいることです」とベルギーのリエージュ大学の博士研究員である共著者のフランポズエロスは述べた。 「惑星の形成方法に関連していると思われる理由により、惑星のサイズが地球の1.5倍から2倍になることはめったにありませんが、これは非常に物議を醸しているトピックです。 TOI 270は、このギャップのマージンを研究するための優れた実験室であり、惑星系がどのように形成され進化するかをよりよく理解するのに役立ちます。」
天文学者たちは、TESSがこれらのタイプの惑星を見つけて、他の望遠鏡が追跡観測を行えるようになることを望んでいました。特に、ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡は、これらの惑星のいくつかの大気を特定することができます。
「TOI 270は、NASAの将来のジェームズウェッブ宇宙望遠鏡でその外惑星の大気を研究するために、完全に空に位置しています」と、シカゴ大学の博士課程の学生であるAdina Feinsteinは述べています。 「Webbは半年以上観測できるため、TOI 270 cとdの大気間の非常に興味深い比較研究が可能になるでしょう。」
これらの結果の背後にあるチームは、これらの結果はエキサイティングですが、この太陽系にはまだまだあると考えています。追加の観測は他の惑星を明らかにするかもしれません。おそらく、TOI 270 dよりも星から遠い別の岩だらけの惑星があるでしょう。もしそうなら、それはさらにもっと温帯かもしれません。そして、岩の多いコアと大気があれば、表面に液体の水が溜まる可能性があります。
これらは太陽系外惑星の研究において刺激的な時代です。このような結果と、最終的にジェームズウェッブがオンラインになることで、太陽系外惑星の人口に関する私たちの理解は飛躍的に高まります。
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