老齢の星のまわりで破滅への道を歩む異世界の惑星を発見

進化が進むと恒星の自転速度は遅くなってくるはず。潮汐力で内惑星の公転速度が落ちて主星に近づく。以下、www.DeepL.com/Translator（無料版）で翻訳しました。
老齢の星のまわりで破滅への道を歩む異世界の惑星を発見
2022年12月19日 ニュースリリース
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太陽系が進化する過程で、他の星がどのような運命をたどるのかという疑問に答えることができるかもしれません。


出典：Gabriel Perez Diaz/Instituto de Astrofísica de Canarias（カナリアス天体物理学研究所
マサチューセッツ州ケンブリッジ - 天文学者は、進化した、あるいは古い主星のまわりで軌道が崩壊している太陽系外惑星を、初めて発見した。この惑星は、成熟した恒星にどんどん近づいていき、最終的には衝突して消滅してしまう運命にあるようです。
この発見は、進化の後期にある惑星系を初めて見ることで、惑星軌道の崩壊という長い道のりに新たな洞察を与えるものです。星による死は、多くの星を待ち受ける運命と考えられており、太陽が年をとるにつれて、今から数十億年後に地球が究極の別れを迎える可能性があるのです。
「と、ハーバード＆スミソニアン天体物理学センターの51 Pegasi b フェローで、この結果を説明する新しい研究の主執筆者であるシュレイヤス・ヴィサプラガダは言う。"理論的には、進化した星は惑星の軌道からエネルギーを奪うのに非常に効果的であると予測されていますが、今、我々は観測によってその理論を検証することができます。"
この研究結果は、月曜日、アストロフィジカル・ジャーナル・レターズに掲載されました。
この不運な太陽系外惑星は、ケプラー1658bと命名された。その名前が示すように、天文学者は、2009年に打ち上げられた惑星探査の先駆的なミッションであるケプラー宇宙望遠鏡でこの太陽系外惑星を発見した。奇妙なことに、この惑星はケプラーが観測した最初の太陽系外惑星候補だった。しかし、この惑星の存在を確認するまでに10年近くを要し、その間にケプラーのカタログに1658番目の天体として正式に登録された。
ケプラー1658bはいわゆるホットジュピターで、木星と同程度の質量と大きさを持ちながら、主星の周りを灼熱の超接近軌道で回る系外惑星につけられる愛称である。ケプラー1658bの場合、その距離は太陽とその周りを回る最も狭い惑星、水星の間の8分の1に過ぎない。ホットジュピターやケプラー1658bのような恒星のすぐ近くにある惑星は、軌道が崩壊して破滅することが確実視されています。
太陽系外惑星の軌道減衰は、非常にゆっくりと徐々に進行するため、その測定は研究者にとって難題でした。今回の研究では、ケプラー1658bの場合、軌道周期が1年に約131ミリ秒（1000分の1秒）という微小な周期で減少しており、軌道が短くなればなるほど、惑星が恒星に近づいていることを示しています。
この減少を検出するためには、何年にもわたる注意深い観測が必要だった。この観測はケプラーから始まり、南カリフォルニアにあるパロマー天文台のヘール望遠鏡、そして最後に2018年に打ち上げられたTransiting Exoplanet Survey Telescope（TESS）で拾われたのです。この3つの観測装置はすべてトランジット（太陽系外惑星が恒星の面を横切り、恒星の明るさをごくわずかに減光させることを指す）を捉えました。過去13年間、ケプラー1658bのトランジットの間隔は、わずかながら着実に減少しています。
ケプラー1658bの軌道減衰の根本的な原因は、地球の海が毎日満ち引きしているのと同じ現象である潮汐にあります。潮汐は、私たちの世界と月、ケプラー1658bとその星のように、公転する2つの天体の間の重力相互作用によって発生します。お互いの重力で形がゆがみ、その変化に対応するためにエネルギーが放出される。この潮汐の相互作用は、天体間の距離や大きさ、自転速度によって、地球と月が外側にゆっくり回転している場合のようにお互いを遠ざけることもあれば、ケプラー1658bのように星に向かって内向きに回転している場合もあります。
特に恒星と惑星のシナリオでは、このような力学について、研究者がまだ理解していないことがたくさんあります。したがって、ケプラー1658系のさらなる研究は、有益なものとなるはずです。
この星は、太陽と同じように膨張を始め、天文学者がサブジャイアントと呼ぶ段階にまで進化しています。進化した星の内部構造は、太陽のような未進化の星に比べて、惑星を宿した軌道から受ける潮汐エネルギーをより容易に消散させるはずです。このため、軌道崩壊のプロセスが加速され、人間の時間スケールで研究することが容易になります。
この結果は、予想以上に明るく高温に見えるケプラー1658bの本質的な奇妙さを説明するのにさらに役立ちます。この惑星の軌道を縮めている潮汐の相互作用は、惑星自身の内部で余分なエネルギーを生み出している可能性があると、研究チームは述べている。
ヴィサプラガダは、太陽系で最も火山性の高い木星の衛星イオについても、同様の状況を指摘する。木星からイオにかかる重力の押し引きで、イオの内部が溶かされる。この溶けた岩石が、黄色い硫黄の堆積物と新鮮な赤い溶岩で構成された、地獄のピザのように有名な月面に噴出するのである。
ケプラー1658bの観測を積み重ねることで、天体の相互作用がより明らかになるはずです。また、TESSは何千もの近傍星を精査し続ける予定なので、ヴィサプラガダたちは、主星の排水溝を周回する太陽系外惑星の事例を他にも多数発見することを期待している。
「進化した星の周りに惑星があるという証拠が得られたので、潮汐物理学のモデルを改良し始めることができます」とヴィサプラガダは言います。「ケプラー1658系は、今後何年もの間、このような天体実験室としての役割を果たすことができ、運が良ければ、近いうちに、このような実験室がもっとたくさんできるかもしれません。
数ヶ月前に天体物理学センターに加わったばかりのヴィサプラガダは、現在メルセデス・ロペス＝モラレスの指導を受けていますが、太陽系外惑星の科学が劇的に進歩し続けることを期待しています。
「シュライアスは、太陽系外惑星とその大気の進化を研究している私たちのチームに歓迎される存在です」と、天体物理学センターの天文学者であるロペス＝モラレスさんは言います。
「私たち全員が最終的に何を発見するのか、楽しみでなりません」とヴィサプラガダは付け加えました。

ハーバード大学天体物理学センターとスミソニアンについて
ハーバード＆スミソニアン天体物理学センターは、ハーバード大学とスミソニアンによる共同研究で、宇宙の本質に関する人類最大の未解決の問題に取り組み、最終的にその答えを導き出すことを目的としています。天体物理学センターはマサチューセッツ州ケンブリッジに本部を置き、米国内および世界各地に研究施設を有しています。