ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が捉えた太陽系外惑星の初画像をご覧ください

NASA、欧州宇宙機関 (ESA)、カナダ宇宙庁 (CSA) の天文学者たちは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使って、史上初めて太陽系外惑星の直接画像を撮影しました。太陽系外惑星とは、太陽系の外に存在する惑星のことです。

研究者たちは現在、これらの観測から得た新しいデータを分析し、査読のための論文を作成中である。研究結果は現在プレプリントとして発表されている。しかし、ウェッブが太陽系外惑星を初めて捉えたことは、すでに遠い世界を研究する将来の可能性を示唆している。

JWST は、地球から約 385 光年離れた場所にある、居住可能なガス惑星 HIP 65426 b の画像を撮影しました。この惑星の質量は木星 (太陽系最大の惑星) のおよそ 6 ～​​ 12 倍で、天文学者たちは、この観測によって推定値を絞り込むことができると考えています。45 億歳の地球と比較すると、HIP 65426 b の年齢はわずか 1,500 ～ 2,000 万歳で、惑星としてはまだ若いと言えます。

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「これはウェッブにとってだけでなく、天文学全体にとっても変革の瞬間だ」と、大規模な国際協力で今回の観測を主導した英国エクセター大学の物理学・天文学准教授サーシャ・ヒンクリー氏はNASAのブログで述べた。

NASA/ESA/CSA が公開した画像には、4 つの異なる光フィルターを通して太陽系外惑星が映っている。人間の目とは異なり、JWST は赤外線で宇宙を見ることができるため、天文学者は太陽系外惑星の質量と温度をより正確に測定でき、遠くの惑星の空を移動する雲を検出することさえできる。赤外線は、太陽系外惑星についてこれまで以上に多くの情報を明らかにする将来の観測への道を示している。

JWST の近赤外線カメラ (NIRCam) と中赤外線装置 (MIRI) にはコロナグラフが搭載されています。これらは星の光を遮断し、望遠鏡が HIP 65426 b などの特定の太陽系外惑星を直接撮影できるようにする小さなマスクのセットです。この 10 年以内に打ち上げが予定されている NASA のナンシー グレース ローマン宇宙望遠鏡は、さらに高度なコロナグラフを実証する予定です。

「ウェッブコロナグラフが主星の光を抑制するのにどれほどうまく機能したかは本当に印象的でした」とヒンクリー氏は語った。

この特定の画像は天文学者にとって新しいものですが、HIP 65426 bはそうではありません。この太陽系外惑星は、2017年にチリ北部にあるヨーロッパ南天天文台（ESO）の超大型望遠鏡に設置されたSPHERE装置によって初めて発見されました。地上の望遠鏡は、短波長の赤外線を使用して太陽系外惑星の画像を撮影しました。JWSTはより長い赤外線波長を捉えることができ、地球の大気の固有の赤外線の輝きのために地上の望遠鏡では必ずしも見ることができないいくつかの新しい詳細を明らかにします。

5,000 個以上の太陽系外惑星が発見されているが、それらの直接画像を撮影するのは非常に困難である。太陽系外惑星は、地球が太陽の周りを回っているのと同じように恒星の周りを回っており、それらの恒星は通常、惑星よりもはるかに明るい。NASA によると、HIP 65426 b は近赤外線では主星の 10,000 倍以上暗く、中赤外線では数千倍暗い。

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各フィルター画像では、JWST の光学システムが異なる光学系を通して光を変換する方法により、HIP 65426 b はわずかに異なる形の光の塊として表示されます。

「この画像を入手したとき、まるで宇宙の宝物を発掘しているような気分でした」と、画像の分析を主導したカリフォルニア大学サンタクルーズ校の博士研究員アリン・カーター氏はNASAの発表で述べた。「最初は星の光しか見えませんでしたが、慎重に画像処理することでその光を取り除き、惑星を発見することができました。」

これは宇宙から撮影された太陽系外惑星の初めての直接画像ではありませんが、HIP 65426 bのこれらの画像は、JWSTの刺激的な太陽系外惑星探査の今後の方向性を示しています。

「最もエキサイティングなのは、まだ始まったばかりだということです」とカーター氏は言う。「今後、太陽系外惑星の画像がさらにたくさん撮影され、その物理、化学、形成に関する全体的な理解が深まるでしょう。これまで知られていなかった惑星も発見されるかもしれません。」