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<解説>6光年先の恒星に、地球型の氷の惑星が見つかる

11/19(月) 7:11配信

ナショナル ジオグラフィック日本版

SF作品でも知られるバーナード星、ついに地球型惑星と発表された

 太陽からわずか6光年先の恒星の周りを公転する惑星が実在すれば、系外惑星探査の有力な候補に違いない。

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 バーナード星の周りを氷の惑星が公転している、という論文が科学誌『ネイチャー』に発表された(2018年11月14日付)。バーナード星は1916年に発見された恒星で、大きさは太陽の6分の1ほど、太陽より高齢な小さな赤い矮星だ。ちなみに、太陽系に一番近い恒星として知られるアルファ・ケンタウリ星系は、バーナード星のような単独星ではなく三重連星で、バーナード星より近い4光年先にある。アルファ・ケンタウリ星系にも惑星があることがわかっている。

 論文の執筆者の一人、スペイン宇宙科学研究所のイグナシ・リーバス氏は、「よく知られた天体であるバーナード星だけに、科学者たちはずっとこの星の惑星を探してきました」と話す。

木星型か、地球型か

 1960年代、この星の周りを公転する惑星の存在が学界で取り上げられると、SF作品にバーナード星が登場するようになった。

 きっかけを作ったのが、オランダの天文学者ピーター・ファンデカンプ氏の説だ。同氏は、1960年代に、バーナード星の周りを2つの巨大なガス惑星(木星型惑星)が公転しているようだと報告。90年代に、惑星探しが盛り上がったが、結局、惑星の存在を確認できなかった。大きな惑星なら観測できるはずなのに、これまで発見されなかったのは、バーナード星の惑星がファンデカンプ氏が示した木星型惑星はないということだ、とリーバス氏は話す。確かに、バーナード星の惑星が木星型ではなく、より小さい地球型惑星だとしたら、これまで発見できなくても不思議ではない。

 1光年はキロで示せば約9.5兆キロもあるが、天文学で6光年はかなり近い。だからといって、ただ望遠鏡を向けて惑星が見つかるほど話は簡単ではない。系外惑星を探す方法はいくつかあるが、恒星を追跡観測することで、惑星の存在を見つける方法がある。惑星が主星の前を通るとき、主星の明るさは低下する。この現象を利用して惑星を見つける――これがトランジット法だ。

 太陽系外惑星の発見に貢献したNASAの探査機ケプラーは、この方法で偉業を残した。ただ、実際に惑星が主星の前を通過する様子を観測できるのは、恒星と惑星の位置的な条件が揃ったときに限られる。実際ケプラーも、特定の区画の数十万個の恒星をしらみつぶしに観測して2000以上の太陽系外惑星を見つけている。

 今回の惑星発見では、ケプラーとは違う方法が用いられた。

 2016年、リーバス氏らは、系外惑星を探す「カルメネス」プロジェクトに参加。プロジェクトはスペインのカラル・アルト天文台を拠点にバーナード星を観測した。彼らが着目したのは、バーナード星のわずかなふらつきだ。バーナード星に惑星があるなら、惑星の引力でバーナード星も影響を受ける。その痕跡を見つけるのだ。6種類の観察装置によって収集されたデータ(20年以上にわたるものもある)は、惑星が存在することを示唆しており、公転周期も地球の日数で233日と推定された。

 この方法は、トランジット法と違って惑星と主星の位置関係によらないが、発見できる惑星のタイプには制約がある。米カリフォルニア工科大学のエリック・ペティグラ氏によれば、惑星が小さいと、惑星の存在を示すふらつきのシグナルの検出が難しくなるという。つまり大きな惑星でないと、とれない方法だ。

 その後、追加で実施した300回の観測を経て、リーバス氏らは、バーナード星が233日周期でふらつくことを確認した。

「さらに800近い観測を行い、次の発表の準備をしています」とリーバス氏は言う。「非常にはっきりしたシグナルが得られたので、周期的なふらつきは確実に存在します」

 実は、恒星がふらつくシグナルを見つけて研究は終わり、とはいかないのだ。シグナルが得られたら、今度は恒星の活動など、同じようにふらつきを生じさせる他の要因を除外する必要がある。

 特にバーナード星のような赤色矮星は、一般にフレア(表面での爆発)や活発な質量放出が見られる。こうした星の活動が、惑星の重力が引き起こす現象のように見えることがある。とはいえ、バーナード星はそこまで激しく活動していないことが、これまでの観測から判明している。追加の検証は必要なものの、リーバス氏らは惑星を発見したことは間違いないと自信を見せる。

「今のところ、バーナード星のふらつきは99%、惑星の影響によるものだと考えています。まだ100%ではありませんが」とリーバス氏。

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