この新しい惑星はどれほど地球のようですか?

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Mドワーフグリーゼ876の周りの岩だらけの惑星のアーティストイラスト。画像クレジット:NSF。拡大するにはクリックしてください。
太陽系外惑星の狩猟として知られているランドラッシュでは、最も珍重される不動産が「地球のような」ものとして宣伝されています。 6月13日月曜日、科学者たちは赤い星を周回する岩の燃える塊に旗を植えるために競争しました。

この新たに発見された惑星は地球の質量の約7倍です。したがって、主シーケンス、または「矮小」星(私たちの太陽のような、水素を燃やす星)を周回することがわかった最小の太陽系外惑星です。

私たちの太陽系の向こうに存在することが知られているさらに小さな惑星がありますが、それらはパルサー、つまり死にゆく星の急速に回転する殻を取り巻く不幸があります。そのような惑星は、パルサーによって放出される強い放射のために、遠くに居住可能であるとは考えられていません。

地球の質量が10以下の惑星は岩だと考えられていますが、より重い惑星はおそらくガス状です。重力が強いため、惑星の形成中により多くのガスを収集して保持するからです。これまでに155個の太陽系外惑星が見つかりましたが、それらのほとんどは岩石の地球よりもガス状木星に匹敵する質量を持っています(木星は地球の質量の318倍です)。

この新しい惑星は質量が比較的小さいため、地球に似ていると宣伝されていますが、地球人はすぐに家を借りたくないでしょう。 1つには、家が溶けることです。この惑星で推定される表面温度–摂氏200〜400度(華氏400〜750度)–は、惑星の星からのキス距離が近いためです。

惑星は星Gliese 876(1 AUは地球と太陽の間の距離です)からわずか0.021 AUに存在し、2地球日未満で軌道を完成します。私たちの太陽系で太陽に最も近い惑星-燃えるような熱い水星-は、約0.4 AUで周回し、約20倍遠くにあります

ワシントンのカーネギー研究所の科学チームメンバーであるポールバトラー氏は、「惑星は2日間の軌道にあるため、オーブンのような温度に加熱されているため、生命は期待できません」と語っています。

私たちの太陽系では、居住可能ゾーン(水が惑星の表面に液体として存在する可能性がある温帯地域)は、およそ0.95から1.37 AU、または金星と火星の軌道の間です。星Gliese 876は私たちの太陽の約600分の1の明るさです。そのため、提案されている居住可能ゾーンははるかに近く、およそ0.06から0.22 AUです。

0.021 AUでは、新しい惑星は星に近すぎて居住可能ゾーンに入ることができず、紫外線やX線などの大量の高エネルギー放射にも曝されます。 Gliese 876のような赤い矮星は、太陽のような星よりもUVのレベルが低くなりますが、激しいX線フレアを放射します。

そのような接近軌道のもう1つの問題は、惑星が同じ方向を常に星に向けて、惑星が潮汐的にロックされている可能性があることです。熱を分配するための十分な大気がない限り、惑星の一方は過熱され、他方は冷たいままです。

グリーゼ876は約110億年前と考えられており、私たちの太陽の2倍以上の古さになります。しかし、ある意味で、グリーゼは太陽の中年の成人のティーンエイジャーです。私たちの太陽のようなGクラスの星は約100億年生きますが、Mクラスの赤い小人は1000億年(宇宙の年齢よりも古い!)生きていると考えられています。

科学チームのメンバーであるカリフォルニア大学バークレー校のジェフマーシー氏は、Mスターは冷却してメインシーケンスのサイズと光度に縮小するのに長い時間がかかると述べています。彼が言うには、もし惑星がその現在の近い軌道に内側に移動した場合、おそらく最初の数百万年の間にこの動きを作り、それから数億年の間現在よりもはるかに多くの放射線を受けました。

グリーゼ876は金属に乏しいと考えられています(天文学者にとって、水素やヘリウムよりも重い元素は「金属」として分類されます)。星と惑星の両方が同じ元の材料から形成されるため、惑星の形成は星の金属性に関連している可能性があります。したがって、ケイ酸塩や鉄などの元素で作られた地球のような岩の多い惑星は、金属に富む星を周回することが期待されています。

金属に乏しいにもかかわらず、グリーゼ876は複数の惑星系です。 2つのガス巨大惑星がグリーゼ876を周回することが知られています。最も外側の惑星は木星の質量のほぼ2倍で、軌道は0.21 AUです。中惑星は木星の質量の約半分で、0.13 AUの軌道を回っています。

「全体の惑星系は、私たちの太陽系のミニチュアのようなものです」とマーシーは言います。 「星は小さく、軌道は小さく、近くにあるのはそれらの中で最小です。建築物が私たち自身の太陽系にあるように、最小の惑星が巨人の内側を周回しています。」

私たちの太陽系にはもっとたくさんの肘の部屋があります。水星は、これらすべての惑星の距離を合わせたものよりも太陽から遠く離れています。グリース876システムの惑星は非常に接近しているため、重力によって相互に作用しています。この種の重力の綱引きは、科学者がそもそも惑星を検出する方法でした。

軌道上で、惑星は異なる方向から重力で星を引き寄せます。科学者は、結果として生じる星の光の変化を測定して、軌道を回る惑星の存在を決定します。

Gliese 876の最小の惑星についてさらに学ぶために、科学者は通過測光と呼ばれる別の惑星探査技術を使用する必要があります。この方法は、私たちの視野から、惑星が星の前を通過するとき、星の光がどのように低下​​するように見えるかを調べます。軌道を回る惑星の日食により、天文学者は惑星の質量と半径を決定できます。これらの数値を固定すると、惑星の密度が示されます。これは、惑星が何でできているか、惑星が岩であるか気体であるかを示唆しています。

ただし、システムは私たちの視点から50度傾いているため、トランジット測光を使用して、グリーゼ876を周回する惑星について何かを知ることはできません。この角度は、地球に到達する星の光を惑星が遮らないことを意味します。

赤い小人は私たちの銀河で最も一般的なタイプの星であり、すべての星の約70%を占めています。それでも、彼らが長年にわたって研究してきた150個の赤い小人のうち、マーシーとバトラーはそれらのうちの2つを周回する惑星を見つけただけです。これまでに発見された惑星のほとんどはガスの巨人であるため、これは赤い矮星がそのような種類の世界を宿す傾向がより少ないことを意味する可能性があります。

マーシーは、彼らが第4または第5の惑星のどんなヒントについてもグリーゼ876を監視し続けると言います。 「これは間違いなくこれから私たちのお気に入りのスターの1つになるでしょう。」

フィニッシュラインへの競争
この発見を説明する研究論文は、Astrophysical Journalに提出されました。科学者たちは、彼らは好ましいレフェリーの予備報告を受け取ったと言っており、彼らの論文は数ヶ月で受け入れられ、出版されることを期待しています。月曜日の記者会見で、科学者たちは、論文が発表のために受け入れられる前に、なぜ今彼らの発見を公表することにしたのかと尋ねられました。彼らのかかとで熱いかもしれない他の惑星ハンターを倒すためにそれはされましたか?

マーシーは、発見のニュースが漏れないようにしたいと答えた。 「私たちは3年前にそれを知っていました。私たちはそれを静かに、注意深く追跡し、ダブルチェックとトリプルチェックの間、秘密を守っていました。その後、約1か月前にNSF(National Science Foundation)の人々、ここでマイケルターナーと話しました。共同で、この発見は並外れたものであり、おそらく惑星科学のマイルストーンと呼ぶべきものだと判断しました。これの蓋は非常に長くなります。それで、私たちはそれをニュースメディアに漏らして漂流させるのではなく、1つの新聞がそれについて早くから知っているなどして、すぐにこれを発表したほうがよいと判断しました。」

マーシーはその後、彼らの発見が正しいと信じた理由の抗弁を開始し、彼はすぐに仲間のチームメンバーに後援されました。しかし、彼らの発見の正確さは疑われていませんでした。おそらく、事前の秘密の必要性と相まって、彼らの早い発表は、最初から惑星の狩猟を特徴づけてきた激しい競争の証拠であろう。

太陽系外惑星の最初の発見は、1995年10月5日、ジュネーブ天文台のミシェルマヨールとディディエケローズによって発表され、マルシーとバトラーは翌週に観測を確認しました。 2004年8月25日、市長、ヌーノサントス、および同僚が最初の太陽系外の海王星質量惑星の発見を発表した去年の夏に、他の太陽系外惑星「最初」をつかむための競争の最近の例が起こりました太陽のような星を周回することが知られている惑星。この発表は、他の2つの海王星の質量の惑星の発見がマーシーとバトラーによって発表される前の1週間足らずで行われました。

市長と彼の同僚もグリーゼ876を研究しました。1998年6月の天文学会議で、市長とマーシーはそれぞれ独立して、この星を周回するより巨大なガス巨人の検出を発表しました。マーシーとバトラーはこの発見について最初にフォローアップし、2001年に星の2番目のガス巨大惑星の発見を発表しました。

ケプラーミッションは、2008年6月の打ち上げにより、遠くの星を周回する地球型惑星を探索する予定です。ミッションでは、地球サイズの惑星を、地球の質量が0.5から2.0の間、または直径が0.8から1.3であると定義しています。月曜日に発表された惑星など、2〜10の地球質量の惑星は、大陸型惑星と定義されます。

元のソース:NASA宇宙生物学

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