NASAのローマン宇宙望遠鏡は地球質量の自由惑星を400個発見できるはず

ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡は、遠方の銀河だけでなく天の川銀河内の軽い自由浮遊惑星を検出する能力があるんだ。重力レンズ面白い。以下、機械翻訳。
NASAのローマン宇宙望遠鏡が地球質量の自由惑星を400個発見できる可能性があることが新たな研究で明らかに
星空の黒い背景に巨大な氷の斑点がある、薄暗く、ほとんどが濃い青色の惑星。 この惑星には、大陸である可能性のある、大きくて暗い緑がかった特徴があります。
このアーティストのコンセプトは、氷に覆われた地球質量の自由惑星が単独で宇宙を漂っていることを示しています。
クレジット: NASA ゴダード宇宙飛行センター
NASAと日本の大阪大学の科学者らによる新たな研究は、はぐれ惑星（星につながれずに宇宙を漂う世界）の数が、星を周回する惑星の数をはるかに上回っていることを示唆している。 この結果は、2027年 5月までに打ち上げ予定の NASA のナンシー グレース ローマン宇宙望遠鏡が、400 個という驚異的な数の地球質量の自由惑星を発見できる可能性があることを示唆しています。 実際、この新しい研究では、そのような候補の 1 つがすでに特定されています。

メリーランド州グリーンベルトにあるNASAのゴダード宇宙飛行センターの上級研究員であり、2冊の論文の共著者であるデイビッド・ベネット氏は、「私たちの銀河系には恒星の20倍の自由惑星が存在すると推定されており、何兆個もの世界が単独でさまよっている」と述べた。 結果を説明した論文。 「これは、地球よりも軽い惑星の影響を受けやすい銀河内の自由惑星の数を測定した初めてのことです。」

研究チームの発見は、ニュージーランドのマウント・ジョン大学天文台で実施されたMOA（天体物理学におけるマイクロレンズ観察）と呼ばれる9年間の調査から得られたものである。 マイクロレンズ現象は、星や惑星などの物体が、私たちの視点から無関係な背景の星とほぼ完全に整列したときに発生します。 質量のあるものは時空の構造を歪めるため、遠くの星からの光は、近くを通過するときに近くの天体の周りで曲がります。 より近い天体は自然のレンズとして機能し、背景の星の光の明るさに一時的なスパイクを生成し、天文学者に他の方法では得られない、介在する天体に関する手がかりを与えます。

「マイクロレンズは、低質量浮遊惑星や原始ブラックホールのような天体を見つけることができる唯一の方法です」と大阪大学の教授であり、私たちの銀河の自由惑星の新たな推定をまとめた論文の筆頭著者である角隆博氏は述べた。 。 「重力を利用して、直接見ることは絶対に望めなかった物体を発見するのはとても楽しいことです。」

研究チームが発見したほぼ地球質量の自由惑星は、この種の発見としては 2 回目となる。 この発見を説明した論文は、The Astronomical Journal の今後の号に掲載される予定です。 2番目の論文は、銀河系の恒星を周回する惑星よりも自由惑星が6倍多いと結論付ける人口統計分析を提示しており、同じジャーナルに掲載される予定だ。

Microlensing a Rogue Planet
このアニメーションは、星の周りを周回していない惑星である自由惑星を使用した重力マイクロレンズの概念を示しています。 自由惑星が背景の源星のほぼ前を通過するように見えるとき、源星の光線は、その周囲の歪んだ時空のために曲がります。 これにより、空上の星の見かけの位置がわずかに変化し、星のコピーが複数生成されることもあります。 このような変化は天文学者に惑星の存在を知らせます。
クレジット: NASA のゴダード宇宙飛行センター/CI ラボ
小さな惑星
わずか数十年の間に、私たちは太陽系内の世界が宇宙の中で唯一の存在なのかという疑問から、太陽系の外に 5,300 を超える惑星を発見するまでになりました。 これらの新たに発見された世界の大部分は、巨大であるか、主星に非常に近いか、あるいはその両方です。 対照的に、研究チームの結果は、自由惑星は小柄な側にある傾向があることを示唆している。

「私たちは、地球サイズの自由惑星が、より巨大なものよりも一般的であることを発見しました」とスミ氏は言いました。 「星に囲まれた惑星と自由浮遊惑星の平均質量の違いは、惑星の形成メカニズムを理解する鍵を握っています。」

世界の構築は混沌としたものになる可能性があり、形成中のすべての天体が軌道に落ち着く際に重力で相互作用します。 惑星の軽量物はその星にそれほど強く結びついていないため、これらの相互作用の一部は最終的にそのような世界を宇宙に飛ばすことになります。 こうして、星の間の影の中に隠れて、孤独な存在が始まります。

オリジナルのスタートレック シリーズの初期のエピソードの 1 つで、乗組員はいわゆる星の砂漠の中でそのような孤独な惑星の 1 つに遭遇します。 彼らは、星のない惑星であるゴトスが居住可能であることを最終的に発見して驚いた。 そのような世界はもっともらしいかもしれないが、研究チームは、新たに検出された「自由な地球」はおそらく、同様の質量を除けば地球と多くの特徴を共有していないことを強調している。

ローマンの隠された世界の探索
孤立惑星を明らかにするマイクロレンズ現象は非常にまれであるため、より多くの惑星を発見するための 1 つの鍵は、より広い網を張ることです。 それが、Roman が 2027年 5月までにサービスを開始するときに行うことです。

「ローマンは宇宙から観測するため、より低質量の自由惑星にも敏感になるだろう」と、地球質量自由惑星候補の検出を発表した論文のリーダーである越本直樹氏は述べた。 現在、大阪大学の助教授である彼は、ゴダードでこの研究を行った。 「ローマンの広い視野と鋭い視覚のおかげで、地上の望遠鏡だけを使って行うよりも、ローマンが見つけた天体をより詳細に研究できるようになるでしょう。それはスリリングな展望です。」

恒星の周りで見つかった惑星に基づいたこれまでの最良の推定では、ローマンが地球規模の自由惑星を 50 個発見するだろうと示唆されていた。 これらの新しい結果は、実際には約 400 個が見つかる可能性があることを示唆していますが、より確実な予測を立てるにはローマンが空をスキャンし始めるまで待つ必要があります。 科学者たちは、ローマンの将来のデータと、サザーランドの南アフリカ天文台にある日本のPRIME（主焦点赤外線マイクロレンズ実験）望遠鏡などの施設からの地上観測を組み合わせる予定である。 この 1.8 メートルの望遠鏡は、近赤外光による初の広域マイクロレンズ調査を実施することにより、MOA の研究に基づいて構築されます。 JAXA (宇宙航空研究開発機構) との国際協定の一環として NASA から提供されたローマンの検出器開発プログラムからの 4 つの検出器が搭載されています。

各マイクロレンズ現象は 1 回限りの出来事であるため、天文学者は一度終了すると戻って観測を繰り返すことはできません。 しかし、それらは瞬間的なものではありません。
「自由惑星からのマイクロレンズ信号には数時間から最大約1日かかる場合があるため、天文学者はローマンとプライムを同時に観測する機会が得られるでしょう」と越本氏は述べた。
地球と100万マイル離れたローマンの位置の両方からそれらを観察することは、科学者がこれまでよりもはるかに正確に自由惑星の質量を測定するのに役立ち、私たちの銀河を飾る世界についての理解を深めます。

ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡は、メリーランド州グリーンベルトにあるNASAのゴダード宇宙飛行センターで管理されており、NASAのジェット推進研究所と南カリフォルニアのカリフォルニア工科大学/IPAC、ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所、およびさまざまな国の科学者からなる科学チームが参加しています。 研究機関。 主要な産業パートナーは、コロラド州ボルダーの Ball Aerospace and Technologies Corporation です。 L3Harris Technologies（フロリダ州メルボルン） カリフォルニア州サウザンドオークスの Teledyne Scientific & Imaging 社。

最終更新日: 2023年 7月 20日
タグ: 系外惑星,ゴダード宇宙飛行センター,　ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡 星　宇宙