40光年先の巨大地球型惑星に水蒸気の大気

すばる望遠鏡を用いた観測によると、40光年彼方の巨大地球型惑星“スーパーアース”に、
水蒸気を主成分とする大気が存在するようなんですねー






青い光で見る、
恒星を通過する惑星“GJ 1214 b”（右下）
（イメージ図）




へびつかい座の方向約40光年彼方の系外惑星“GJ 1214 b”。

この惑星は、主星GJ 1214の手前を通過（トランジット）するときに見られる、主星の明るさの変化を観測することで発見されたスーパーアースです。

その大気の主成分が何か？ については、これまで議論が続いていて、水素あるいは水蒸気が主成分である可能性が考えられていました。

惑星の大気成分を知るには、主星からの光が手がかりになります。
それは、主星からの光の一部が、惑星の周囲にある大気を通って地球に届くからです。

“GJ 1214 b”の大気が広がっていて主成分が水素の場合には、主星からの光のうち青い光を多く散乱して（レイリー散乱）、赤い光をより多く通すことになります。
なので、青い光の方が惑星通過による明るさの変化が大きくなるんですねー

一方、あまり広がっていない水蒸気の大気をもつ場合や、水素が広がっていても厚い雲に覆われている場合には、青い光でも赤い光でも減光の深さはほぼ同じになります。

“GJ 1214 b”の大気成分と、それぞれの場合における光の透過パターン
（上）水素が主成分の広がった大気、青い光が散乱され、赤い光を多く通す
（中）広がっていない水蒸気の大気、青い光から赤い光まで、ほぼ同じ量が通される
（下）厚い雲で覆われていた場合、水素の広がった大気を持っていても、
　　　青い光から赤い光までほぼ同じ量が通される

今回の観測では、すばる望遠鏡に搭載した2つの可視光カメラ（Suprime-CamとFOCAS）に、
青い光だけを透過するフィルターを装着して、高精度での観測を行っているんですねー

その結果、晴れた水素大気の空で観測される、「強いレイリー散乱」の特徴は見れず…

さらに過去に行われた、より長い波長での観測結果と合わせると、
“GJ 1214 b”が「水蒸気を主成分とする大気を持つ可能性が高い」 っということが分かってきたんですねー

ただ、濃い雲に覆われた水素の大気である可能性が、完全に消えたわけではないので、
さらなる研究による検証が必要ということです。