ハッブル、小宇宙惑星大気で水蒸気を発見

蒸気の多い世界は、私たちの銀河全体を通して水に富んだ惑星のサンプルかもしれません。

宇宙で生命体を探すことは、他の星の周りの惑星で水を探すことと密接に関連しています。 水は宇宙で最も一般的な分子の1つであり、地球上のすべての生命体は水を必要とします。 水は、物質を溶解し、動物、植物、および微生物細胞で主要な化学反応を可能にすることによって溶媒として機能します。 他の液体よりはるかに優れています。

天文学者は、エイリアンの惑星で水蒸気の証拠を見つけるときに興味を持っています。 最近の目標は、周囲に水が豊富な大気を持つことができる惑星GJ 9827dです。 地球の直径の2倍より大きくないこの惑星は、私たちの銀河の他の場所で潜在的に水に富んだ世界の例になることができます。 しかし、GJ 9827dで不動産を購入する予定はありません。 惑星はそれほど熱い 金星800度から 華氏。 これが世界を熱くする。

大気中の水蒸気が検出された最小のエイリアン惑星であるGJ 9827dの作家の構想です。 この惑星は、私たちの銀河の他の場所で水が豊富な大気を持つ潜在的な惑星の例です。 地球の直径のおよそ二倍に過ぎないこの惑星は赤い矮星GJ 9827のまわりを空転します。 システムの2つの内部惑星が左側にあります。 背景星は、私たちの太陽を振り返り、一目で見ることができる方法で表示されます。 太陽は薄すぎて見えません。 右上の青い星はレグルスです。 中央下部の黄色い星はデネボラです。 右下の青い星はスピカです。 左が獅子座、右が乙女座です。 どちらの星座も、97光年離れた地球から眺めると歪んでいます。 出典：NASA、ESA、Leah Hustak（STScI）、Ralf Crawford（STScI）

ハッブル宇宙望遠鏡の小さな地球外惑星の大気で水蒸気を発見しました。

NASAのハッブル宇宙望遠鏡を使用する天文学者は、大気中の水蒸気が検出された最小の地球外惑星を観察しました。 地球の直径の約2倍に過ぎない惑星GJ 9827dは、私たちの銀河の他の場所で水が豊富な大気を持つ潜在的な惑星の例です。

モントリオール大学トロッティア外惑星研究研究所のビヨン・ベネケチームは、「水が豊富な大気を持つこの惑星が実際に他の星の周りに存在する可能性があるという事実を大気検出によって直接見せることができるのは今回が初めてです。 」と言いました。 。 「これは、岩の惑星の大気分布と多様性を決定する重要なステップです」

ドイツのハイデルベルクにあるマックスプランク天文学研究所の共同研究責任者であるLaura Kreidbergは、「このように小さな惑星に水があることは画期的な発見です」と付け加えました。 「本当に地球のような世界を特徴付けるのに、これまで以上に近づいています」

惑星の大気調査

しかし、ハッブルが水素リッチ大気中の少量の水蒸気を分光法で測定したのか、それとも惑星の大気が大部分の水で構成されているのか、原始水素／ヘリウム大気が恒星放射線によって蒸発した後に残されたのかはまだまだ早い。 。

「カンザス州ローレンスのカンザス大学の上級研究者であるIan Crossfieldが率いる私たちの観測プログラムは、惑星の大気中の分子を検出するだけでなく、実際に水蒸気を特定することを目的として特別に設計されています。 水蒸気が支配的であるか非常に小さい水蒸気であるか、結果は興味深いでしょう。 種 水素が支配的な大気である」と科学論文の主な著者であり、Université de MontréalのTrottierエイリアン惑星研究研究所のPierre-Alexis Roy氏は語った。

「これまで、私たちはこのような小さな惑星の大気を直接検出することができませんでした。 そして私たちは今このシステムに徐々に入っています。」とBennekeは付け加えました。 「私たちがより小さな惑星を研究するとき、ある時点では、この小さな惑星には水素がなく、金星（二酸化炭素が支配する）に似た雰囲気を持つようになる変換が必要です」

この惑星は華氏800度に達する金星ほど熱いので、大気が主に水蒸気であれば確かに生きにくく、蒸気の多い世界になるでしょう。

示唆と今後の研究

現在、チームには2つの可能性が残っています。 一つのシナリオは、惑星が依然として水で覆われた水素が豊富な大気に付着しており、小さな惑星になっているということです。ネプチューン。 または、より暖かいバージョンにすることもできます。 木星地殻の下に地球より2倍も多い水がある月ユーロ波。 「惑星GJ 9827dは、半分は水で、半分は岩である可能性があります。 そして、より小さな岩石の上には多くの水蒸気があるでしょう。」とBennekeは言いました。

惑星に水が豊富な雰囲気が残っている場合は、温度が冷たく、水が氷の形で存在する母港から現在の場所よりも遠くに形成されているはずです。 このシナリオでは、惑星は星に近づき、より多くの放射線を受け取ったでしょう。 水素は加熱されて脱出したり、まだ惑星の弱い重力を脱出する過程にあります。 別の理論は、惑星が熱い星の近くに形成され、大気中に水の兆候があるということです。

ハッブルプログラムは、3年にわたって11回の通過（惑星が星の前を横切る出来事）の間に惑星を観察しました。 移動中、星の光は惑星の大気を通して濾過され、水分子のスペクトル指紋を有する。 惑星に雲がある場合、大気中の雲が十分に低く、ハッブルの大気観測が完全に隠されていない可能性があり、ハッブルは雲の上の水蒸気を探索することができます。

「水を観察することは他のものを見つけるための玄関口です」と、天体物理学者のトーマス・グリーンは言いました。 NASAカリフォルニアシリコンバレーのエイムズ研究センター。 「今回のハッブル発見は、ジェームズ・ウェブ宇宙望遠鏡がこのタイプの惑星を研究することができる将来の扉を開きます。 JWSTは、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンなどの炭素含有分子を含む追加の赤外線観測により、はるかに多くを見ることができます。 惑星の要素の完全なリストを取得すると、それを軌道を回す星と比較し、惑星がどのように形成されたかを理解することができます。

GJ 9827dは、2017年にNASAのケプラー宇宙望遠鏡によって発見されました。 この星は6.2日ごとに赤い矮星の周りの軌道を完成させます。 星GJ 9827は魚座の方向に地球から97光年離れています。

参考資料：Pierre-Alexis Roy、Björn Benneke、Caroline Piaulet、Michael A. Gully-Santiago、Ian JM Crossfield、Caroline V. Morley、Laura Kreidberg、Thomasによる「水世界候補GJ 9827 dの透過スペクトルでの水分吸収」 Mikal-Evans, Jonathan Brande, Simon Delisle, Thomas P. Greene, Kevin K. Hardegree-Ullman, Travis Barman, Jessie L. Christiansen, Diana Dragomir, Jonathan J. Fortney, Andrew W. Howard, Molly R. Kosiarek, Joshua D 。 ロスリンガー、2023年9月12日、 それだけ 天体物理学ジャーナルの手紙。
DOI：10.3847/2041-8213/acebf0

それだけ ハッブル宇宙望遠鏡 NASAとESA間の国際協力プロジェクトです。 メリーランド州グリーンベルトにあるNASAのゴダード宇宙飛行センターが望遠鏡を管理します。 メリーランド州ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所（STScI）は、ハッブルとウェブサイエンスの仕事をしています。 STScIはワシントンDCの天文学研究大学連合によってNASAのために作動します。