私たちがよく知っている水星、金星、地球などの惑星を思い浮かべてください。彼らは私たちの太陽系の家族の一部であり、太陽の周りの軌道に快適に位置しています。しかし、そこにいるのは私たちの家族だけではありません。私たちが別の都市や別の国に住んでいるいとこがいるのと同じように、私たちの惑星にもいとこがあり、それらは系外惑星と呼ばれます。
系外惑星または太陽系外惑星は、私たちと同じ惑星ですが、別の星の周りを回っています。 「太陽系外」という用語は、太陽系の外を意味します。人類の歴史のほとんどにおいて、天文学者は太陽系の惑星しか観測できませんでしたが、太陽系には他の惑星があると信じていました。これらの遠く離れた世界の最初のものは でした。それ以来、私たちの宇宙の家系図は大幅に拡大しました。
系外惑星を見つける
それでは、これらの宇宙の親戚をどのように見つけられるのでしょうか?特別な望遠鏡と方法を使用します。使用される方法の 1 つはトランジット技術です。夜、子供が明かりのついた窓の前を走っているところを想像してみてください。そうしていると、光がわずかに暗くなります。交通手段というのはそういう仕組みなんですね。系外惑星が主星の前を通過すると、星の明るさがほんの一瞬だけ低下します。
私たちが使用するもう 1 つの手法は動径速度と呼ばれるもので、周回惑星の重力によって引き起こされる星の位置の小さな「ぐらつき」を監視します。
最後に、 というテクニックがあります。これは、主星の周りを周回していない惑星や、地球から遠く離れた系外惑星を検出するためによく使用されます。巨大な物体（星のような）は、私たちの視点からその後ろにある星の光を曲げて拡大することがあります。これは重力レンズとして知られる現象です。惑星が前景の恒星を周回しているとき、惑星の存在を検出して推測するために使用できる特定の方法で拡大された光を歪めます。
今はなきケプラー宇宙望遠鏡や現在のような望遠鏡は、太陽系の外を周回する系外惑星の発見に役立ってきました。実際、ケプラーによって発見された惑星はケプラー惑星と呼ばれます。ケプラー惑星は、2009 年から 2018 年までの 9 年間にわたるケプラーのミッション中に発見されました。ケプラーや他の望遠鏡のおかげで、2023 年の時点ですでに発見されています。これらには GJ-1214b やGliese-581cが含まれます。
系外惑星の主な種類は何ですか?
系外惑星は太陽系の他の惑星といくつかの類似点を共有していますが、驚くほど多様な種類があります。以下は次のとおりです。
- 巨大ガス惑星:木星と同じかそれ以上の巨大な惑星。恒星の近くを公転し、非常に高温であるため、「ホットジュピター」と呼ばれるものもあります。
- スーパーアース: 地球より大きく、海王星より小さい岩石惑星。雰囲気がある場合もあれば、ない場合もあります。 「スーパーアース」という名前はその大きさを指しており、地球に似ているということではありません。
- 海王星惑星:海王星程度の大きさだが、水素またはヘリウムで満たされた大気を持つ惑星。このタイプは太陽系の外では非常に一般的ですが、太陽系の内部には（知る限り）存在しません。
- 地球型: 地球サイズの惑星で、主に岩石や金属でできており、居住可能な水や大気を持っています。
最も興味深い系外惑星の観測の中には、居住可能な可能性のある惑星の発見を中心としたものもあります。惑星が居住可能であるとみなされるためには、惑星はハビタブルゾーンに存在する必要があります。これらは、惑星がその星から遠すぎず近すぎず、つまり表面温度が暑すぎず寒すぎない宇宙空間の領域です。それは液体の水の可能性を与えます。居住可能な惑星は、樹木や動物が生息できる表面を確保できるように、岩石惑星である必要もあります。私たちの銀河系だけでも、潜在的に居住可能な惑星が 3 億個も存在する可能性があることを示唆しています。そのうち大気や海洋を持っているものがどれだけあるのかはわかりません。
もう 1 つの興味深い惑星タイプは不正惑星です。これらは恒星の軌道を周回しない惑星です。これらはかつてはまれであると考えられていましたが、2021年の研究では天の川銀河だけで70から170の間でした。これらのうちのいくつかは巨大ガス惑星である可能性があり、他のものは地球サイズである可能性があります。
系外惑星探査の未来
系外惑星は宇宙のパズルのピースのようなものです。それらを研究することで、それらが何でできているのか、そしてこれらの遠い世界にどのような状況が広がっているのかを理解できるようになります。私たちはハッブル宇宙望遠鏡や新しく打ち上げられたジェームス・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) などの強力なツールを使用して、系外惑星の大気を通過する光を分析します。これは分光法として知られるプロセスです。これは、惑星の大気の組成と温度についての貴重な手がかりを与えてくれます。 JWST は赤外線波長の観測に特化しており、多くの惑星のかすんだ大気を突き抜けてその下にあるものを観察することができます。
欧州宇宙機関の宇宙船（惑星の通過と星の振動）望遠鏡や（大気リモートセンシング赤外線系外惑星の大規模調査）などの将来のミッションもあります。 2024年に打ち上げられる予定のPLATOは、惑星がどのように形成されるのか、そしてどのような条件が生命にとって好ましいのかを学ぶために構築されている。 2029年に打ち上げられる予定のARIELは、特に系外惑星をターゲットにして研究する予定だ。
これらの異世界は、宇宙に関するより大きな疑問に答えるのにも役立ちます。惑星系はどのように形成されるのでしょうか?どのような種類の星に惑星がありますか?私たちの太陽系の特徴は典型的なものなのでしょうか、それとも私たちはある種の銀河系の変わり者に住んでいるのでしょうか?今後数十年間の系外惑星探査は、エキサイティングな発見の時代になることが予想されます。
見つかった主な系外惑星
すべての系外惑星には一定の魅力がありますが、そのユニークな特徴、潜在的な居住可能性、または発見の状況により特に注目に値するものもあります。今回はそんな魅力的な天体をいくつかご紹介します。
51 ペガシ b
これは、太陽に似た星の周りで発見された最初の系外惑星でした。ディミジウムとしても知られるこの惑星は 1995 年に発見され、系外惑星の探索に新たな時代を切り開きました。これはホットジュピターであり、その星の非常に近くを（地球の4日ごとに）周回するガス巨人であることを意味し、その結果表面温度が猛烈な上昇をもたらします。この系外惑星は地球から約 50光年離れています。
ケプラー-22b
2011 年に NASA のケプラー宇宙望遠鏡によって発見されたこの惑星は、その星のハビタブルゾーン内で発見された最初の惑星でした。この領域は、水蒸気ではなく液体の水にとって条件がちょうどよいと考えられる領域です。それが水の世界なのかどうかは分かりませんが、その可能性は大いにあります。このスーパーアースは 600 光年以上離れており、気温は 72 度 (摂氏 22 度) であるようです。その公転周期は 290 地球日です。
プロキシマ ケンタウリ b
私たちの最も近い系外惑星の隣人を紹介します。わずか 4 光年強の距離に位置するこの地球サイズの惑星は、太陽に最も近い恒星である赤色矮星プロキシマ ケンタウリの居住可能領域を周回しています。その軌道には約11地球日かかります。
ケプラー-186f
これは、その星のハビタブルゾーン内を周回しているのが発見された最初の地球サイズの惑星でした。 2014年にこの惑星が発見されたことで、地球と同じ大きさの惑星が太陽の向こうの恒星の居住可能領域に存在する可能性があることが確認された（以前の発見では、もっと大きな惑星が存在することが示されていた）。ケプラー 186f は赤色矮星を 130 日ごとに公転し、地球が太陽から得るエネルギーの 3 分の 1 を星から受け取るため、ハビタブルゾーンの外縁に位置します。
ケプラー-452b
2015 年に発見されたこの惑星は、太陽に似た星のハビタブルゾーン内に存在する初めての地球に近いサイズの惑星でした。恒星を周回するのにかかる時間 (385 地球日) も、地球のそれに非常に近いです。このため、大きさ、温度、公転する星の種類の点で、これまでに発見された惑星の中で最も地球に似ている惑星の一つとなっています。
HD-189733b
このガス巨人は遠くから見ると美しい青色をしていますが、見た目は確かに欺瞞的です。溶けたガラスの雨が降り、時速約5,600マイル（9,000キロ）の風が吹く。この驚異的な速度により、ガラスは地面に落ちるのではなく、横に吹き飛ばされます。わずか 2 日で公転するこの系外惑星の温度は 1,700 度 (摂氏 930 度) です。
WASP-12b
最後に、漆黒の を訪れましょう。このホットジュピターは、当たる光の少なくとも 94 パーセントを吸収するため、知られている中で最も暗い系外惑星の 1 つとなっています。 2008 年のその発見は、惑星がどのようなものであるかについての私たちの理解に疑問を投げかけました。恒星の周りをわずか地球日で周回するこの惑星の温度は華氏 4,000 度 (摂氏 2,210 度) です。この熱が地球をゆっくりと引き裂いています。その星はわずか1000万年以内に地球を飲み込むだろう。
