綿菓子のような超低密度惑星：TESSが発見した「最もふわふわな」巨大天体
宇宙の広大さと多様性は、常に私たちの想像力を超えてきます。
アメリカ航空宇宙局のトランジット系外惑星探索衛星であるTESSが、これまでで「最もふわふわな」超低密度惑星を発見しました。
地球から約1113光年離れた太陽に似た恒星であるTOI-791の周りを公転する、TOI-791bとTOI-791cという二つの巨大な惑星です。
驚くべきことに、これらの惑星は木星とほぼ同じ大きさを誇りながら、その質量は木星のわずか数パーセントしかありません。
TOI-791bは木星質量のたった3パーセントであり、少し大きいTOI-791cでさえ5.9パーセントという驚異的な軽さです。
これは、惑星全体の密度がまるで綿菓子のようにスカスカであることを意味しています。
天文学の常識に照らし合わせても、これほど巨大でありながら極端に質量の小さい天体の形成プロセスは大きな謎に包まれています。
最新の観測データは、これらの特異な天体がどのようにして生まれ、そして現在の姿を維持しているのかという、惑星物理学の根幹に関わる問いを私たちに投げかけているのです。
軌道の共鳴と長い公転周期がもたらす未知の惑星進化
これらの「ふわふわな」惑星たちが持つもう一つの際立った特徴は、その異常に長い公転周期です。
TOI-791bは139日、TOI-791cは232日をかけて主星の周りを一周しています。
通常、このような長い公転周期を持つ惑星をトランジット法で発見し、その性質を確定させるためには、途方もない長期間の観測データが不可欠となります。
TESSは7年という歳月をかけ、高軌道という絶好の観測ポイントから1122日分にも及ぶ詳細な光度曲線データを蓄積することで、この奇跡的な発見を成し遂げました。
さらに詳細な分析により、この二つの惑星は互いの重力で引き合う軌道パターンの関係にあることが判明しています。
主星の周りを公転しながら周期的に重力的な綱引きを行うことで、トランジットのタイミングにわずかなズレが生じます。
科学者たちはこの公転周期の変動を精密に測定することで、これらの惑星の質量を正確に割り出し、超低密度であることを証明しました。
同じ星系内に二つもスーパーパフ惑星が存在することは極めて稀であり、この発見は巨大惑星の形成モデルや進化の過程を解き明かすための、これ以上ない貴重な手がかりとなります。
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