小さな恒星の周りを回る、途方もなく巨大な惑星が発見された

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技術的には存在しないはずの系外惑星を発見したことを受け、天文学者らは惑星形成理論に疑問を投げかけている。

この惑星は海王星とほぼ同じ質量を持ち、地球の13倍以上の質量を持ち、LHS 3154と呼ばれる超低温M矮星を周回しているのが発見された。LHS 3154は太陽の9分の1の質量である。 M 矮星は、最も小さく、最も重いタイプの星です。

新しい研究によると、LHS 3154bと呼ばれるこの惑星は、星の周りを密接に公転しており、3.7地球日で1周するため、宇宙で最も冷たい低質量星の1つを周回する近軌道で知られている中で最も重い惑星となっている。 木曜日に学術誌に発表された研究 科学。 それは科学者が惑星系の形成を理解する方法を覆します。

「今回の発見は、私たちが宇宙についていかにほとんど分かっていないのかを思い知らされました」と、研究共著者でペンシルベニア州立大学の天文学・天体物理学の教授であるスブラス・マハデバン氏は声明で述べた。 「低質量星の周りにこれほど大きな惑星が存在するとは予想していませんでした。」

星型 ガスと塵の大きな雲から残った物質は星の周りに円盤を形成し、その後惑星が誕生します。 星を取り囲む円盤内の物質の量によって、その周りに形成される惑星の質量が決まります。 円盤の材質は星の質量に大きく依存します。

たとえば、小さなM型矮星は天の川銀河全体で最も一般的であり、通常は巨大なガス惑星ではなく、小さな岩石惑星によって周回されています。

「低質量星LHS 3154の周りの惑星形成円盤には、この惑星を形成するのに十分な固体質量がないと予想されています」とマハデヴァン氏は述べた。 「しかし、それは存在するので、今、私たちは惑星や星がどのように形成されるのかについての理解を再考する必要があります。」

この惑星は太陽から約51光年離れた恒星を周回しており、テキサス州マクドナルド天文台のホビー・エバリー望遠鏡に取り付けられたハビタブルゾーン惑星ファインダー（HPF）を使って発見された。

マハデヴァン率いる科学者チームは、若くて冷たい星のハビタブルゾーン内を周回する惑星を検出するように設計された HPF を構築しました。 ハビタブルゾーンとは、惑星がその表面に液体の水が存在し、おそらく生命が存在できる程度に暖かい恒星からの適切な距離のことである。

若い恒星の表面温度が低いということは、惑星がより近くを周回しながらも、その表面に水などの壊れやすい元素を保持できることを意味します。 惑星が恒星の近くを周回すると、両方の天体間の重力によって顕著なぐらつきが生じ、HPF は赤外線でそれを検出できます。

「星がキャンプファイヤーであると考えてください。火が冷たくなるほど、暖を保つためにその火に近づくことになります。同じことが惑星にも当てはまります。」とマハデヴァン氏は言いました。 恒星が低温である場合、液体の水が存在できるほど惑星を暖かくするには、惑星をその恒星に近づける必要があります。 惑星がその超低温恒星に十分近い軌道を持っている場合、周回惑星に引きずられるときに星のスペクトルの色や光がわずかに変化するのを見ることで、それを検出できます。

研究の共著者で天文学大学院生のミーガン・デラメア氏によると、モデリングと分析に基づいて、研究チームは、この惑星には重い核があり、惑星形成円盤には恒星の周囲よりも多くの固体物質が必要になると考えているという。 ペンシルベニア州で。

研究者らは、円盤内の塵の量は、低質量星の周囲の円盤で通常見られる量よりも少なくとも10倍多いに違いないと推定している。

「惑星形成に関する現在の理論では、私たちが見ているものを説明するのは困難です」とデラメア氏は声明で述べた。 「HPF やその他の機器を使用した現在の調査作業に基づくと、私たちが発見したような天体は非常にまれである可能性が高いため、その発見は本当に刺激的でした。」

いくつかの巨大な惑星が、私たちの惑星のような低質量星を周回しているのが発見されている 惑星 GJ 3512 b は 2019 年に発見されましたしかし、それらの公転周期ははるかに長く、惑星は星の周りをそれほど密接に周回していません。

「私たちが発見したことは、既存のすべての惑星形成理論にとって極端なテストケースを提供します」とマハデヴァン氏は述べた。 「これはまさに私たちが HPF を構築した目的であり、銀河系で最も一般的な星がどのように惑星を形成するのかを発見し、それらの惑星を見つけることを目的としています。」