NASAの科学者が最速の太陽系外惑星の候補を発見

マイクロ重力レンズ現象で発見された0.2太陽質量の恒星と2倍海王星質量の惑星のペアがGaiaの観測で天の川銀河内を高速に移動している事が分かった　以下、機械翻訳
NASAの科学者が最速の太陽系外惑星の候補を発見
2025年2月10日
記事
太陽系外惑星システムの図解
このアーティストの構想図は、天の川銀河の中心近くにある低質量の恒星を周回する超海王星型惑星を視覚化したものです。科学者たちは最近、少なくとも時速 193 万km、秒速 540 kmで移動する、太陽系外惑星系の現在の最速記録を破る可能性のあるそのような系を発見しました。
NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)
天文学者たちは、惑星を引き連れて銀河の真ん中を疾走する細い恒星を発見したかもしれない。もし確認されれば、この２つの恒星は太陽系が天の川銀河を通過する速度のほぼ２倍となり、太陽系外惑星系の最速移動速度の新記録を樹立することになる。

この惑星系は少なくとも時速193万km、秒速540kmで動いていると考えられている。

「これは、太陽系内であれば金星と地球の軌道の間くらいの距離にある低質量の恒星を周回する、いわゆる超海王星型惑星だと考えています」とメリーランド大学カレッジパーク校とメリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターの博士研究員ショーン・テリー氏は語る。この恒星は非常に弱いため、居住可能領域をはるかに超えている。「もしそうだとすれば、超高速恒星を周回する惑星が発見されたのはこれが初めてとなるでしょう」

テリー氏が主導した結果を記した論文が2月10日に天文学ジャーナルに掲載された。

動き続けるスター
この2つの天体は、偶然の並びのおかげで、2011年に間接的に初めて発見された。科学者チームは、ニュージーランドのカンタベリー大学マウントジョン天文台で行われたマイクロレンズ調査に焦点を当てた共同プロジェクトであるMOA（天体物理学におけるマイクロレンズ観測）のアーカイブデータを徹底的に調べ、太陽系外惑星、つまり太陽系外の惑星の存在を示す光信号を探した。

マイクロレンズ効果は、質量の存在によって時空構造が歪むために発生します。介在する物体が背景の星の近くを漂っているように見えるときはいつでも、その星からの光は、より近い物体の周りの歪んだ時空を通過するときに曲がります。配置が特に近い場合、物体の周りの歪みは自然のレンズのように機能し、背景の星の光を増幅します。


星の軌跡のイラスト
このアーティストのコンセプトは、天の川銀河の中心近くにある星を視覚化したものです。それぞれの星には速度を示すカラフルな軌跡があり、軌跡が長く赤いほど星の移動速度が速いことを示しています。NASA の科学者は最近、この画像の中心近くに視覚化された、特に速度の速い星の候補と、その周りを回る惑星を発見しました。これが確認されれば、この 2 つの惑星は、知られている太陽系外惑星系の中で最速の記録となります。
NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)
この場合、マイクロレンズ信号によって一対の天体が明らかになりました。科学者たちはそれらの相対的な質量を決定しましたが (一方は他方の約 2,300 倍重い)、正確な質量は地球からの距離によって異なります。これは、虫眼鏡をページの上にかざして上下に動かすと倍率が変わるのと似ています。

「質量比を決定するのは簡単だ」と、メリーランド大学カレッジパーク校とNASAゴダード宇宙飛行センターの上級研究科学者で、今回の論文の共著者であり、2011年の最初の研究を主導したデビッド・ベネット氏は言う。「実際の質量を計算するのははるかに難しい」

2011年の発見チームは、マイクロレンズで撮影された物体は、太陽の約20パーセントの質量を持つ恒星と地球の約29倍の重さを持つ惑星、または木星の約4倍の質量を持ち地球よりも小さな衛星を持つ、より近い「放浪」惑星のいずれかであると疑った。

どちらの説明がより可能性が高いかを見極めるため、天文学者らはハワイのケック天文台と欧州宇宙機関（ESA）のガイア衛星のデータを調査した。この2つの惑星と衛星が孤立した惑星と衛星であれば、実質的には目に見えない、つまり真っ暗な宇宙空間に埋もれた暗い物体となる。しかし、もう1つの説明が正しければ、科学者らは恒星を特定できるかもしれない（ただし、周回する惑星は暗すぎて見えないだろう）。

研究チームは、約2万4000光年離れた天の川銀河のバルジ（星が密集している中心核）内に、有力な候補天体を発見した。2011年と2021年の星の位置を比較することで、研究チームはその高速性を計算した。


弓状衝撃波を持つ若い星の画像
このハッブル宇宙望遠鏡の画像は、LL オリオンと呼ばれる非常に若い星の周りのバウショックを示しています。船が水中を移動するときに作る三日月形の波にちなんで名付けられたバウショックは、2 つのガス流が衝突したときに宇宙で発生することがあります。科学者は、少なくとも時速 120 万マイル (秒速 540 キロメートル) で移動している可能性のある新発見の星の周りにも同様の特徴があると考えています。ガスがより密集している銀河バルジ (銀河の中心部) をこのような高速で移動すると、バウショックが発生する可能性があります。
NASA およびハッブル ヘリテージ チーム (STScI/AURA); 謝辞: CR O'Dell (ヴァンダービルト大学)
しかし、これは 2 次元的な動きに過ぎません。もし地球に近づいたり遠ざかったりする動きもあるなら、もっと速く動いているはずです。その実際の速度は、銀河の脱出速度である時速 209 万km強、つまり秒速約 600 kmを超えるほど速いかもしれません。もしそうなら、この惑星系は数百万年後に銀河間空間を横断する運命にあることになります。

「新たに特定された星が2011年の信号を引き起こしたシステムの一部であることを確かめるために、もう一年観察し、それが正しい量と正しい方向に動いているかどうかを確認し、信号を検出した地点から来たものであることを確認したい」とベネット氏は語った。

「高解像度の観測で星が同じ位置に留まっていることがわかれば、その星が信号の原因となったシステムの一部ではないことが確実にわかります」と、この論文の共著者でメリーランド大学カレッジパーク校とNASAゴダード宇宙センターの研究科学者アパルナ・バッタチャリア氏は述べた。「それは、放浪惑星と太陽系外衛星のモデルが有力であることを意味します。」

NASA が打ち上げる予定のナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡は、このような高速の恒星の周りに惑星がどのくらい多く存在するかを調べるのに役立ち、こうした系がどのように加速されるかについての手がかりも提供する可能性がある。このミッションでは、銀河のバルジの調査を実施し、鮮明な解像度で宇宙の広大な視野を提供する。

「今回は、広い視野を持つMOAを使い、次に解像度の高いケックとガイアを使いましたが、ローマンの強力な視野と計画された調査戦略のおかげで、追加の望遠鏡に頼る必要はありません」とテリーは言う。「ローマンは何でもやってくれるのです。」

NASA の Scientific Visualization Studio から追加の画像とビデオをダウンロードします。