Ipad

プロキシマの進歩:最も近い太陽系外惑星が実際にはどのようなものかを知るには何年もかかる理由

プロキシマの進歩:最も近い太陽系外惑星が実際にはどのようなものかを知るには何年もかかる理由

アラン・ボイル

プロキシマ・ケンタウリbの地形
赤色矮星プロキシマ・ケンタウリが地平線近くに見える、惑星プロキシマbの表面を描いた想像図。(クレジット: M. Kornmesser / ESO)

ワシントン大学の天文学者ロリー・バーンズ氏は、プロキシマ・ケンタウリbは彼のような惑星ハンターにとって20年間で最大の発見だが、そこがどれほど生命を育むのにふさわしい惑星であるかを知るにはさらに20年かかるかもしれないと語る。

この異星系外惑星は、赤色矮星の周りを公転しており、液体の水が存在する可能性のある領域に位置している。太陽に最も近い恒星である4.2光年離れた恒星の周りを公転しているという事実は、この惑星が太陽系外の居住可能な惑星のリストのトップに位置することを示している。

しかし、バーンズ氏は「潜在的に」という言葉を強調する。シアトルのパシフィックサイエンスセンターで今夜7時半から行われる講演で、ワシントン大学の天文学者はプロキシマ・ケンタウリbにおける生命の存在の可能性と障害について深く掘り下げる予定だ。

ロリー・バーンズ
ワシントン大学のロリー・バーンズは、仮想惑星研究所の理論家であり、主に居住可能な惑星の形成と進化に興味を持っています。(クレジット: UW)

「居住可能かどうかという疑問に答えられるまでには、15年から20年かかるとみています」とバーンズ氏は講演に先立ちGeekWireに語った。

天文学者たちは過去16年間にわたり、この惑星の質量が地球の少なくとも1.3倍であることを突き止めてきました。その軌道は、親星であるプロキシマ・ケンタウリに、水星と太陽の距離よりもはるかに近い距離に位置しています。しかし、プロキシマ・ケンタウリは太陽よりもはるかに暗いため、プロキシマbは恒星のハビタブルゾーン(生命居住可能領域)に位置しています。

それは、私たちが知る生命にとって不可欠な要素の一つです。しかし、たった一つだけです。

「発見はしましたが、それについてはほとんど何も分かっていません」とバーンズ氏は述べた。「ハビタブルゾーンにあるからといって、居住可能であるとは限りません。ただ、そこに存在する可能性があるというだけです。」

天文学者たちは、この惑星が地球のように岩石でできているかどうかを知る必要があります(彼らはそう考えています)。また、この惑星が地球を守る大気と磁場を持っているかどうかも知る必要があります(彼らはそう願っています)。

プロキシマbの大気が十分に厚ければ、親星からの微弱な熱を惑星全体に拡散させることができます。強い磁場は、地球と同様に、プロキシマbが恒星からの放射フレアを防ぎ、大気を維持するのに役立ちます。しかし、プロキシマbが空気のない水星型惑星、あるいはガスに覆われた海王星型惑星であるというシナリオも考えられます。

どちらのシナリオが正しいのか、どうすればわかるのでしょうか?もしプロキシマbが地球から見てちょうど良い位置関係にあれば、プロキシマ・ケンタウリの赤色矮星の円盤を横切る可能性があります。その場合、NASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡などの次世代観測機器で、惑星の大気の成分を検出できるかもしれません。あるいは、できないかもしれません。

バーンズ氏によると、この任務は「次世代」の望遠鏡に委ねられる可能性が高いという。ハワイで計画されている30メートル望遠鏡のような、地上に設置される幅100フィートの望遠鏡になるかもしれない。あるいは、ATLASTやHDSTといった計画が提案されている、宇宙に設置される幅50フィートの望遠鏡になるかもしれない。(ワシントン大学の天文学者ジュリアン・ダルカントン氏は、HDST研究委員会の共同委員長を務めている。)

プロキシマ・ケンタウリbの発見は、間接的な恒星観測に頼るのではなく、太陽系外惑星の直接画像を取得するように設計された望遠鏡への関心を高める可能性が高い。「この分野はすでに直接画像化へと向かっていました」とバーンズ氏は述べた。

天文学者たちは、この要件を満たす可能性のある望遠鏡を少なくとも2つ検討しています。それは、ハビタブル系外惑星撮像ミッション(HabEx)と大型紫外線・可視・赤外線サーベイヤー(LUVOIR)です。どちらも、2020年10年計画サーベイの一環として検討されている4つのミッションコンセプトのうちの1つです。

分析結果が出た時点で、NASAはどのコンセプトを追求すべきかを判断しなければなりません。選ばれたコンセプトを宇宙ミッションに応用するには、さらに10年以上かかるかもしれません。

その時までに、バーンズ氏が15年から20年というタイムフレームに入っていることになります。また、ブレイクスルー・スターショット・プロジェクトに携わる科学者やエンジニアたちが、プロキシマ・ケンタウリを含む可能性のあるアルファ・ケンタウリ系に向けてナノプローブを打ち上げる準備を整える時期でもあります。

あらゆる状況から見て、プロキシマbの黄金期は2030年代と予想されます。そして、それは、生命にとって初の恒星間安息地となる可能性のある場所を特定することの意味について考える十分な時間を与えてくれます。

「『ハビタブルゾーン』は、この競争において乗り越えなければならない最初のハードルに過ぎませんでした」とバーンズは述べた。「この惑星は、私たちに居住可能性についてより具体的な考えを抱かせてくれるのです。」

プロキシマbについてもっと詳しく知りたい方は、PaleRedDot.orgのBarnes氏の投稿をご覧ください。そして、今夜午後7時30分(太平洋標準時)にパシフィック・サイエンス・センターのPaccar IMAXシアターにお越しください。入場料はサイエンス・センター会員は無料、それ以外の方は5ドルです。