ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が初の太陽系外惑星を発見した

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）は、2021年のクリスマスの日に打ち上げられて以来、そのデータと発見で私たちを魅了し続けています。現在、この多重鏡宇宙望遠鏡は、LHS 475 bと名付けられた最初の新しい太陽系外惑星を特定しました。地球からわずか41光年離れた八分座にあるこの太陽系外惑星は、地球の直径の約99パーセントです。

NASAのトランジット系外惑星探査衛星から注目のターゲットを精査した後、メリーランド州にあるジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所（APL）のチームは、JWSTで系外惑星の存在の手がかりに焦点を絞った。わずか2回のトランジット観測（系外惑星がその恒星の前を通過するとき）で、JWSTの近赤外線分光器（NIRSpec）は遠方の天体を鮮明に捉えた。「そこに存在することは疑いようがありません。ウェッブの純粋なデータがそれを立証しています」と、APLの天文学者で宇宙生物学者のジェイコブ・ルスティグ・イェーガー氏は声明で述べた。

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「この惑星が小さく岩石惑星であるという事実は、観測所にとって印象深いことだ」と、同じくAPLの天文学者ケビン・スティーブンソン氏は声明で付け加えた。

JWST は、地球とほぼ同じ大きさの太陽系外惑星の大気を特徴づけることができます。チームは、透過スペクトルを分析することで LHS 475 b の大気を評価しようとしました。NASA によると、「星の光が惑星の大気を通過するとき、光の一部は大気に吸収され、一部は透過されます。透過スペクトルの暗い線と薄暗い光の帯は、惑星の大気中の原子と分子に対応しています。透過される光の量は、大気の密度と温度にも依存します。」

データによると、太陽系外惑星は地球サイズの地球型惑星である。 （水に覆われていない）世界ですが、大気があるかどうかは不明です。

「観測所のデータは素晴らしい」とAPLの天体物理学者エリン・メイ氏は声明で述べた。「望遠鏡は非常に感度が高いため、さまざまな分子を簡単に検出できますが、LHS 475 bの大気についてはまだ決定的な結論を出すことはできません。」

とはいえ、研究チームは何が存在しないかを明確に述べることができる。「地球型の大気はいくつかあるが、それは除外できる」とラスティグ・イェーガー氏は説明する。「土星の衛星タイタンのような、メタンが主成分の厚い大気は存在しないはずだ」

太陽系外惑星に大気がない可能性もあるが、いくつかの環境条件は除外されていない。その条件の 1 つが純粋な二酸化炭素の大気だ。「直感に反して、100 パーセントの二酸化炭素の大気は非常に密度が高いため、検出が非常に困難になります」と、ラスティグ イェーガー氏は述べた。純粋な二酸化炭素の大気と大気がまったくない大気を区別するには、チームがこの夏に取得する予定のさらに正確な測定が必要になる。

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JWST はまた、LHS 475 b が地球よりはるかに暖かいことも明らかにした。雲が検出されれば、二酸化炭素の大気を持つ金星に似ている可能性がある。また、わずか 2 日で軌道を一周するが、これは JWST の望遠鏡 NIRSpec による正確な光曲線によって明らかになった。

JWSTのような発見は、より小さな赤色矮星を周回する地球サイズの太陽系外惑星を正確に特定する可能性も開く。「この確認は、ミッションの機器の精度を浮き彫りにするものだ」とスティーブンソン氏は語った。

LHS 475 b に加え、NASA は数多くの深宇宙探査ツールを使って 5,000 個以上の太陽系外惑星を確認しています。そのリストは信じられないほど多様で、火星の小石の多い地形に似たものもあれば、木星のような巨大ガス惑星のようなものもあります。2 つの恒星を同時に周回するものもあれば、はるか昔に死んだ恒星を周回するものもいます。天の川銀河だけでも数千億個の太陽系外惑星がある可能性が非常に高いです。JWST は科学者にこれらの他の世界についてさらに多くの情報を与えることができるでしょう。

「我々は、その大気がどのようなものかという表面をほんの少しかじり始めたばかりです。そして、これはこれから発見される多くのものの最初のものに過ぎません」と、ラスティグ・イェーガー氏は述べた。「この望遠鏡によって、岩石質の太陽系外惑星が新たなフロンティアとなります。」

訂正（2023年1月19日）：当初記事では、太陽系外惑星が「通過」するときは、その衛星の前を通過すると述べていましたが、これは誤りです。太陽系外惑星は、その恒星の前を通過します。