1,284個の新たな惑星を発見！ケプラー探査機、惑星の数が一挙に倍増

NASAのケプラー計画の科学者たちは、新しい惑星を特定するキャンペーンを急ピッチで進めるために統計を利用している。プロセスを自動化する新しいソフトウェアは、1,284の候補を天体の「偽物」ではなく本物の惑星として検証し、確認された惑星のデータベースを2倍以上に増やした。

「これは、これまでに一度に発表された太陽系外惑星の最多数だ」と、プリンストン大学の研究者ティモシー・モートン氏は本日、最新の数を発表する電話会議で述べた。

ケプラーが公式に集計した地球とほぼ同じ大きさの居住可能な惑星の数も12個から21個に増加した。

NASAの主任科学者エレン・ストファン氏は、この急速な進歩を称賛した。「これは、私たちの地球によく似た恒星のどこかで、いつかもう一つの地球を発見できるかもしれないという希望を与えてくれます」と、彼女は声明で述べた。

惑星探索の劇的な加速は、モートン氏とその同僚らが開発した統計手法によるもので、天体物理学ジャーナルに掲載された論文で説明されている。

ケプラー宇宙望遠鏡は2009年の打ち上げ以来、こと座と白鳥座にまたがる空の範囲で約15万個の恒星のデータを収集してきました。この探査機は、惑星が恒星の円盤を横切る際に生じる、恒星の光のかすかな減光を監視しています。

2015年7月にまとめられたこのミッションの最新のカタログには、減光パターンに基づいて4,302個の惑星候補がリストアップされている。しかし、天文学者たちは、これらの検出の一部が「偽物」であることを認識している。例えば、暗い恒星や褐色矮星がより明るい恒星の前を通過すると、同様のパターンが生成される可能性がある。

かつて天文学者は、本物の惑星と偽物の惑星を区別するために、他の種類の追跡データに頼らざるを得ませんでした。例えば、地上観測で重力のふらつきを確認したり、系内の他の惑星によって引き起こされたと思われる太陽面通過のタイミングの矛盾を探したりしました。

新たに開発された手法は、追跡観測に依存しません。代わりに、減光の正確なパターンを、異なる恒星の過去の観測に基づく惑星通過モデルと比較します。また、食連星などの他の現象の確率も考慮します。

Vespaと呼ばれるこのソフトウェアパッケージは、各候補天体に「信頼性指数」を自動的に割り当てました。モートン氏と彼の同僚は、信頼性指数が99%を超える場合、その候補天体を惑星として検証したとしました。既に確認されている984個の候補天体と新たに検証された1,284個の候補天体に加え、1,327個は惑星である可能性が高いと判断され、707個は偽物である可能性が高いと判断されました。

検証率は一部の人が予想していたよりも高かったが、研究者らが他の手段で確認された惑星のサンプルを調べたところ、新しい方法が以前の研究結果とほぼ一致することがわかった。

ケプラーは現在までに2,325個の確認済み惑星を発見しており、他の惑星探査ミッションによる発見も合わせると、地球外惑星の総数は3,200個を超える。ケプラー打ち上げ前は、その数は約320個だった。

現在のリストには、大きさから判断すると地球のような岩石惑星である可能性のある惑星が500個以上含まれています。そのうち21個は親星の「ハビタブルゾーン」を周回しており、液体の水が存在する可能性があります。宇宙生物学者は、これが私たちが知る生命にとって重要な条件だと考えています。

生命が存在する可能性のある地球とほぼ同サイズの惑星9つが本日、リストに追加されました。この新しい統計手法により、生命が存在する可能性のある惑星の特定が容易になると、論文の共著者であり、NASAエイムズ研究センターのケプラー計画科学者であるナタリー・バターリャ氏は述べています。

バターリャ氏は、新たに発見された2つの惑星に特に興味をそそられたと述べた。1つはケプラー1638bで、地球の約60%の大きさで、太陽より少し熱い恒星を周回している。その距離は、太陽系で言えば地球と金星の間に相当する。もう1つはケプラー1229bで、地球より少し大きい程度で、冷たい親星のハビタブルゾーン（生命居住可能領域）のかなり内側を周回している。

これらの恒星系は地球から700光年以上離れているため、近い将来に惑星を訪問できる見込みはありません。しかし、どのような種類の惑星が、どの程度の割合で存在するのかをより深く理解することで、より近い惑星系を研究するための将来のミッションへの道が開けるでしょう。

そうしたミッションの一つであるトランジット系外惑星探査衛星（TESS）は来年打ち上げ予定で、空をスキャンし、近くの恒星を周回する惑星を探します。NASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は2018年に打ち上げが予定されており、系外惑星の大気を分析できる能力を備えています。また、2020年代に運用開始が予定されている広域赤外線サーベイ望遠鏡は、木星が太陽を周回するのと同じくらい近い距離で、親星を周回する海王星サイズの惑星の写真を撮るように設計されています。

一方、ケプラーは「K2」ミッションと呼ばれる探査を継続していますが、航法システムの故障により能力は低下しています。ミッションマネージャーのチャーリー・ソベック氏は、ケプラーは燃料切れまであと2年間は探査を継続できると見積もっています。

惑星探査はなぜそんなに重要なのか？バターリャ氏は、Twitterで小学5年生のクラスから寄せられたこの質問に回答した。

「子供たちに言いたいのは、私たちは宇宙の見方を変えるということです」と彼女は言った。「空を見上げたとき、ただの点状の光が星として見えるのではなく、点状の光が惑星系として見えるようになるのです。

「これは、地球外生命の証拠を見つけるという、より大きな戦略的目標の一部です。私たちが孤独な存在なのかどうか、銀河系の中で生命がどのように現れているのかを知ること…空を見上げて光点を指さし、『あの星の周りには生命体が存在する』と言えるようになること。これは非常に意義深いことであり、私たちがなぜここにいるのか、そしてどのようにしてここにたどり着いたのかという疑問に答えてくれると思います。」

アストロフィジカル・ジャーナル誌の論文「ケプラーの関心対象すべてにおける偽陽性確率：新たに検証された1,284個の惑星と428個の偽陽性の可能性」の著者には、モートン氏とバターリャ氏に加え、スティーブン・ブライソン氏、ジェフリー・コフリン氏、ジェイソン・ロウ氏、ガネーシュ・ラヴィチャンドラン氏、エリック・ペティグラ氏、マイケル・ハース氏も含まれている。