遠い太陽系外惑星の大気を最も詳細に見ると、水蒸気と一酸化炭素の混合物が、地球から約130光年離れた木星の10倍の大きさの世界を覆っていることがわかりました。木星のように、それは固体の表面を持っていません、そしてそれは1000度以上の温度を持っています。さらに、大気中のメタンの兆候は検出されませんでした。しかし、他の3つの巨大な世界が同じ星を周回しているため、この太陽系は依然として非常に興味深いものであり、科学者はこのシステムを研究することで、それが形成された方法の謎だけでなく、私たち自身の太陽系がどのように形成されたかについても解明するのに役立つと述べています。
観測は、ハワイのケックII望遠鏡で、OSIRISと呼ばれる赤外線イメージングスペクトログラフを使用して行われました。OSIRISは、特定の分子の化学的指紋を明らかにすることができました。
「これは、太陽系外惑星でこれまでに得られた最も鋭いスペクトルです」と、ローレンスリバモア国立研究所のDr. Bruce Macintoshは言いました。 「これは、惑星系を直接イメージングする力を示しています。それは私たちが本当に惑星形成を調査し始めることを可能にしたこれらの新しい観測によって与えられた絶妙な解像度です。」
ローウェル天文台の共著者であるTravis Barman氏は、「この詳細レベルで、炭素の量と大気中に存在する酸素の量を比較できます。この化学物質の混合物は、惑星系がどのように形成されたかについての手がかりを提供します。」
HR 8799として知られるこの星の周りの惑星は、木星の質量の5〜10倍の重さであり、その形成の熱で赤外線に輝いています。研究チームによると、彼らの観察によると、太陽系は私たちと同じように作成されており、ガスジャイアントは親の星から遠く離れており、小さな岩の惑星が近くにあります。しかし、地球のような岩の惑星はまだ検出されていませんこのシステムでは。
カナダのトロント大学の天文学者であるクインカノパチー氏は、「この結果は、HR 8799システムがスケールアップされた太陽系のようなものであることを示唆しています」と語った。 「固体コアが十分に大きくなると、その重力により周囲のガスがすぐに引き付けられ、今日見られる巨大な惑星になります。そのガスは酸素の一部を失ったので、惑星は重力不安定によって形成された場合よりも酸素と水が少なくなります。」
惑星形成には、コア降着と重力不安定という2つの主要なモデルがあります。星が形成されると、惑星を形成する円盤がそれらを取り囲みます。コアの降着により、固体コアがディスクからガスを取得し始めるのに十分な大きさでゆっくり成長するにつれて惑星が徐々に形成されますが、重力不安定モデルでは、ディスクがそれ自体で崩壊するときに惑星がほぼ瞬時に形成されます。
惑星の大気の構成などの特性は、惑星がどのように形成されたかの手がかりであり、この場合、コア降着が勝つようです。水蒸気の形跡はありましたが、そのサインは、惑星がその親星の組成を共有している場合に予想されるよりも弱いものです。代わりに、惑星には酸素と炭素の比率が高く、数千万年前のガス状円盤内でのその形成の指紋です。時間の経過とともにガスが冷却されると、水の氷の粒が形成され、残りの酸素が枯渇しました。その後、氷と固体が惑星のコアに集まったときに惑星の形成が始まりました。
「固体コアが十分に大きくなると、その重力により周囲のガスがすぐに引き付けられ、今日見られる巨大な惑星になります」とKonopacky氏は述べています。 「そのガスは酸素の一部を失ったので、惑星は重力不安定によって形成された場合よりも酸素と水が少なくなります。」
「この品質のスペクトル情報は、HR8799惑星の形成についての手がかりを提供するだけでなく、太陽系外惑星の大気とそれらの初期の進化についての理論的理解を改善するために必要なガイダンスも提供します。」とバーマンは述べました。 「この作業のタイミングは、他の星々を周回する数十個の太陽系外惑星を画像化する新しい楽器の後に来るので、同様に詳細に研究できるので、もっと良いことはありません。」
このシステムは、Project 1640を使用したリモート偵察イメージングの一部としての調査でもありました。以下のビデオで詳細を説明しています。
ソース：ケック天文台
