NASA のトランジット系外惑星調査衛星 (TESS) ミッションからのデータは、密度が綿菓子に似ているほど軽い巨大な世界である 2 つの新しい「超膨張」惑星を明らかにしました。科学者らは、TOI-791 b および TOI-791 c と呼ばれるこれらの木星サイズの惑星は、これまでに発見された中で最も「肥大化した」惑星であると計算しています。
これらの惑星は、地球から約 1,113 光年離れた TOI-791 と呼ばれる太陽に似た恒星を周回しています。 TESS ミッションは、最初に TOI-791 の明るさの繰り返しの低下を観察することによって惑星を検出しました。これは、惑星が恒星の前を通過または通過していることの明らかな兆候です。さらなる研究により、珍しい特徴を持つ2つの大きな惑星が明らかになりました。
TOI-791 b は木星とほぼ同じ大きさですが、質量は木星の 3.0% しか含まれていません。 TOI-791 c は木星よりもさらに大きいですが、木星の質量の 5.9 パーセントしか含まれていません。
「これらの惑星が研究するのに興味深い主な理由は、私たちがそれらの惑星が見つかるとは全く予想していなかったからだ」と、カリフォルニア州シリコンバレーにあるNASAのエイムズ研究センターの科学処理センターの科学ディレクターであるジョン・ジェンキンス氏は語った。彼はこの研究で分析されたTESSからの科学にすぐに使えるデータを提供した。 「それらは、木星や超新星などの巨大な惑星がどのように形成されるかについて、私たちが解くことができるパズルを表しています。」
新たに発見されたスーパーブロブの軌道も異常に長く、主星を周回するのにTOI-791 bは139日、TOI-791 cは232日を要した。このような長軌道惑星はまれであり、その性質を捉えて確認するには長期間の望遠鏡による観測が必要です。 TESS は地球高軌道上の有利な地点から、7 年間にわたってこの惑星系に関する 1,122 日分のデータを収集することができ、研究チームに惑星系に関する豊富なデータを提供しました。
さらなる分析により、TOI-791 b と TOI-791 c は重力で互いに引っ張り合うことができる軌道パターンに固定されていることが判明しました。主星を周回する際、惑星は互いを引っ張りながら交互に移動し、主星を通過するタイミングに影響を与えます。科学者たちは、この公転タイミングの変化を利用して惑星の質量を計算し、それらの状態が低密度スーパーバーストであると推定しました。
「こうした超膨張した惑星はほんの一握りしか知られておらず、同じ星系で二つの惑星が見つかるのはさらに珍しい」と、英国オックスフォードにあるオックスフォード大学物理学科の筆頭著者ジョージ・ダンズフィールド氏は語る。 「それらの密度は非常に低いため、惑星系がどのように形成され進化するかを理解するための興味深い対象となります。」
さらに研究が進めば、スーパーフラッシュから惑星の進化についてさらに多くのことが分かるかもしれない。
「大きな惑星の形成は惑星系の進化を促すと考えられているため、これらの木星サイズではあるが木星質量よりはるかに小さい惑星の更なる研究は非常に価値がある」と、この研究に携わったNASAエイムズの研究科学者スティーブ・ハウエル氏は述べた。
科学者たちは、惑星の大気の化学組成、惑星の自転が惑星の形状にどのような影響を与えるか、主星の傾きが惑星の軌道とどのように比較されるかについて、さらに詳しく知りたいと考えている。より詳細な調査により、TOI-791 b と TOI-791 c が進化の過程でどのように惑星系を移動したか、それらの軌道が他の惑星との相互作用によって形成されたのか、低密度の超肥大惑星がどのように形成されたのかについて新たな洞察が得られる可能性がある。
この研究は本日、 王立天文協会の月次通知オックスフォード大学が主導し、コートダジュール大学/コートダジュール天文台およびバーミンガム大学と協力。
