天文学者は天球の音楽を利用してトラピスト1の7番目の惑星を追跡している
アラン・ボイル著
ワシントン大学の天文学者が率いる国際研究チームは、TRAPPIST-1として知られる超低温矮星の周りを回る7つの惑星の複雑な動きを解明し、その過程で最も外側の世界の座標を正確に特定した。
天文学者たちは、7つの太陽系外惑星すべてが、軌道共鳴と呼ばれる規則的な重力相互作用のパターンによって安定した軌道を描いていることを発見した。そして、TRAPPIST-1hと呼ばれる7番目の惑星は、生命が存在するには寒すぎると結論付けた。もっとも、太古の昔にはもっと温暖だった可能性もあるが。
本日、ネイチャー・アストロノミー誌に発表されたこの計算結果は、惑星探査プロセスのもう一つの成功物語として記録されるだろう。
「TRAPPIST-1hは、まさに私たちのチームが予測していた場所にありました」と、論文の筆頭著者であるワシントン大学のロドリゴ・ルガー氏はニュースリリースで述べています。「しばらくの間、私たちが見たいものを見ているのかと心配していました。この分野では、物事が予想通りになることはほとんどありません。いつも、あらゆるところに驚きが潜んでいますが、今回は理論と観測が完全に一致しました。」
天文学者たちが2月にTRAPPIST-1系に注目したのは、この恒星が地球からわずか40光年しか離れておらず、その7つの惑星のうち3つが生命居住可能な可能性があるからだった。
チリのトラピスト望遠鏡のデータにより、内側の6つの惑星の軌道を詳細に記述することが可能になりましたが、トラピスト1hの軌道を確認するには、惑星の通過をさらに測定する必要がありました。
ルガー氏と彼の同僚たちは、NASAのケプラー宇宙望遠鏡のデータも加えました。ケプラー宇宙望遠鏡はK2と呼ばれる惑星探査を実施しています。ケプラーのデータのおかげで、研究チームはTRAPPIST-1hの公転周期が18.77日で、その幅は地球の約4分の3であると判定しました。
研究者たちは、7つの惑星の軌道のタイミングが2:3:4:6:9:15:24というパターンで細かく調整されており、数十億年にわたって衝突することなく惑星系を時計仕掛けのように動かし続けることができる「共鳴チェーン」であることを発見した。
TRAPPIST-1は太陽よりもかなり暗く、温度も低いですが、その惑星は太陽系のどの惑星よりもずっと近い軌道を回っています。そのため、適切な条件下では、4番目、5番目、そして6番目の惑星に液体の水が存在する可能性があると考えられます。これらの惑星は「ゴルディロックス・ゾーン」を周回しており、これは生命にとって暑すぎず寒すぎず、ちょうど良い温度帯と言えるでしょう。
新たに報告された研究結果は、この7番目の惑星があまりにも低温であることを裏付けています。コンピュータモデルによる推定では、平均気温は華氏マイナス148度です。しかし、TRAPPIST-1が若く、より明るかった数億年間は、はるかに温暖な状態にあった可能性があります。
「つまり、私たちが見ているのは、かつては居住可能だったがその後凍結してしまった惑星なのかもしれません。これは考えるだけでも驚くべきことであり、その後の研究には最適です」とルガー氏は語った。
TRAPPIST-1や、プロキシマ・ケンタウリ、アルファ・ケンタウリ、LHS 1140bといった比較的近い恒星系は、すでに将来の近接観測のターゲットリストに含まれています。そして、次世代の望遠鏡によって、これらの恒星系の惑星の大気に生命の化学的特徴が含まれているかどうかが明らかになる可能性があります。
NASAの科学担当副長官であるトーマス・ザーブッヘン氏は、ニュースリリースで次のように述べています。「この惑星系について、特にこれまでほとんど情報がなかった惑星hについて、他の場所でも多くのことが分かってきていることは、非常に喜ばしいことです。今回の発見は、科学界が様々なミッションから得られた相補的なデータの力を解き放ち、このような魅力的な発見を生み出していることを示す素晴らしい例です。」
「TRAPPIST-1の7惑星共鳴鎖」の著者には、ルガー氏に加え、ウィスコンシン大学のイーサン・クルーズ氏、ブレット・モリス氏、ダニエル・フォアマン・マッキー氏、エリック・アゴル氏、および他の機関の28名が含まれています。
