系外惑星WASP-107bのアーティストイメージ。
系外惑星WASP-107bのアーティストイメージ。 / Credit:ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser
space

木星と同じ大きさなのに質量が10分の1しかない、ふわふわな「スーパーパフ惑星」を発見!

2021.01.20 Wednesday
phys https://phys.org/news/2021-01-super-puff-planet.html

系外惑星「WASP-107b」は、乙女座の方角に見つかった木星とほぼ同サイズの巨大ガス惑星です。

この惑星について、1月18日に科学雑誌『The Astronomical Journal』に発表された新しい研究は、コアの質量が木星の10分の1ほどしかなく非常に軽いということを報告しています。

これは巨大ガス惑星が、これまで考えられていたよりもはるかに簡単に形成される可能性を示唆するものです。

ふわふわな軽い惑星

系外惑星「WASP-107b」は、乙女座の方角へ地球から212光年離れた星系「WASP-107」で2017年に発見されました。

非常に主星に近い場所にあり、その距離は地球-太陽間のおよそ16分の1です。

大きさは木星とほぼ同じくらいだとわかっていますが、その質量は非常に軽く、密度は土星の5分の1程度しかないと言われています。

こうした非常に低密度で、大きさの割に軽い惑星は、「スーパーパフ(super-puff)」あるいは「綿菓子惑星(”cotton-candy” planets)」なんて呼ばれ方をしています。

今回の研究チームは、この系外惑星「WASP-107b」の質量を、視線速度法を使って正確に測定しようと試みました。

視線速度法とは、惑星の重力が主星を引っ張ってぐらつかせる度合いを調べることで、惑星の質量を測定する方法のことです。

惑星の重力で揺れ動く主星のデフォルメイメージ。
惑星の重力で揺れ動く主星のデフォルメイメージ。 / Credit:Wkipedia Commons

この観測によって測定された「WASP-107b」の正確な質量は、木星質量の約10分の1、地球質量に置き換えると約30倍ということがわかりました。

次にチームは、惑星のもっとも可能性の高い内部構造を明らかにしようと研究を進めました。

それが、今回の研究のもっとも驚くべき報告となりました。

分析の結果「WASP-107b」のコアは、驚くほど低密度で、地球質量の4分の1以下だという結論になったのです。

これは惑星質量の85%以上が、このコアを取り巻くガスの層(ガスエンベロープ)だったことを意味しています。

「WASP-107b」の質量は、海王星の質量とほぼ同じですが、海王星が持つガス層は惑星総質量の5~15%程度です。

この発見は、さまざまな疑問を生みました。

一体、このような低密度の惑星はどうやって形成されているのでしょう?

またこの惑星が主星に非常に近いことを考えると、一体ガス層をどうやって奪われずに維持しているのでしょう?

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