すばる望遠鏡,生まれたての太陽系外惑星を発見

ハワイ大学とアストロバイオロジーセンターらは,すばる望遠鏡等を用いた直接撮像観測により,若いM型矮星に付随する,これまで見つかった太陽系外惑星の中で最も若い惑星「2M0437b」を発見した(ニュースリリース)。

太陽系外惑星(系外惑星)のほとんどは,主星(恒星)の観測から間接的に惑星の存在を検出する「間接法」によって見つかっている。

これは,惑星が非常に暗いため,近くにある明るい主星の光と分離して直接観測することが難しいため。今回発見された惑星の主星「2M0437」は,地球から約420光年離れたおうし座星形成領域にある,生まれたばかりの恒星で,付随する惑星も同年齢と見なされる。

一般に,若い惑星は形成時の熱を帯びているので近赤外線で明るく輝く。研究グループは,すばる望遠鏡の近赤外線分光撮像装置IRCSと補償光学装置AO188を用いた観測を2018年に実施し,2M0437から0.9秒角離れた位置にある2M0437bを直接撮像で発見した。

2M0437bが背景の星ではなく,確かに2M0437を周回する惑星であることを確かめるための追観測には,すばる望遠鏡のほか,同じマウナケアにあるケック望遠鏡などを使用した。約3年にわたる観測で天体の動きを精密に追う事により,二つの天体が互いの重力で結ばれた惑星系であることを確認した。

IRCSなどで観測された明るさから,2M0437bの質量は木星質量の3~5倍程度と見積もられるという。これは直接撮像観測で見つかった系外惑星の中でも最も軽い部類で,すばる望遠鏡と補償光学の威力が遺憾なく発揮されたという。また,この惑星系の年齢は200〜500万年と推定されており,確実に惑星と呼べる,10木星質量以下の天体の中では最も若い惑星が発見されたことになる。

従来の惑星形成理論では,M型矮星のような質量の小さな星の場合,2M0437bのような巨大惑星が数百万年という短期間で,主星からある程度離れた位置(今回は約100天文単位)に形成されるのは難しいと考えられているという。

研究グループは,2M0437bのような「スーパージュピター」は,小質量星のまわりでどのように形成されるのかを解明する上で極めて貴重な観測対象であり,惑星形成の研究に重要な示唆を与える存在になるとしている。

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