地球に非常に近い大きさの太陽系外惑星を発見した。居住可能な惑星の候補である。

この発見は、日本アストロバイオロジーセンター、東京大学、国立天文台、東京工業大学の科学者が率いる研究グループが、NASAのTESS（トランジット系外惑星探査衛星）キャンペーンとすばる望遠鏡の戦略的マッピング（SSP）プログラムとの協力により、トランジットの観測によって成し遂げたものである。惑星がその恒星の前を通過すると、その惑星の光は短時間かつ規則的に減少する。この現象のおかげで、研究者は太陽系から非常に遠くにある惑星を発見することができる。

「我々はこれまでで最も地球に近い、温帯の、地球サイズの惑星を発見した」と彼は説明する。 声明 東京アストロバイオロジーセンターのプロジェクト准教授で、東京大学のプロジェクト准教授である福井明彦氏とともに研究チームを率いている葛原正之氏は、「大気があるかどうかはまだわかっていませんが、太陽系の隣の惑星と大きさや恒星から受けるエネルギーが似ている、系外金星であると考えられています」と語る。

新しい世界を発見

グリーゼ12b（グリーゼ12として知られる）が周回する恒星は、太陽の27％の大きさ、表面温度は太陽の60％の冷たい赤色矮星です。TESSチームはこれに着目し、2023年4月に地球サイズの惑星候補の兆候を検出しました。この報告を受けて、天文学者たちは、日本アストロバイオロジーセンターと東京大学が開発した多色カメラを使用して、候補の信号を検証するための追跡観測を開始しました。

ICE-CSICとIEECの研究者であるフアン・カルロス・モラレス氏とイグナシ・リバス氏は、日本の研究チームと共同研究を行った。「すばる望遠鏡で計測した値と、アルメリアのカラル・アルト天文台の3.5メートル望遠鏡でCARMENESを使って計測した値を組み合わせることで、この惑星の質量を地球の3.9倍未満と特定することができました」とモラレス氏は説明する。

これらの観測により、グリーゼ12bは12.8日で恒星の周りを一周し、大きさは地球かそれよりわずかに小さく、金星に匹敵することが判明した。大気がないと仮定すると、この惑星の表面温度は約42℃と推定される。

「グリーゼ12bは、冷たい恒星を周回する地球サイズの惑星が大気を保持できるかどうかを研究するための最適なターゲットの1つであり、銀河系内の惑星の居住可能性に関する理解を深めるための重要なステップです」と、マドリード宇宙生物学センター（CAB、CSIC-INTA）の天体物理学者で、この論文の共著者であるホセ・アントニオ・カバレロ氏は述べている。CARMENESに加えて、チームはテイデ天文台のカルロス・サンチェス望遠鏡で観測を行った。

赤色矮星はサイズも質量も小さいため、地球サイズの惑星を見つけるのに最適です。恒星が小さいということは、惑星が前を通過するたびに光度が増すということです。また、質量が小さいということは、軌道を回る惑星が恒星の「反射運動」と呼ばれる大きな揺れを生み出す可能性があるということです。これらの効果により、より小さな惑星の検出が容易になります。

赤色矮星の明るさが低いということは、そのハビタブルゾーン（惑星の表面に液体の水が存在できる軌道距離の範囲）が近いことも意味します。そのため、より多くのエネルギーを放出する星の周りの惑星よりも、赤色矮星の周りのハビタブルゾーン内の惑星を検出することが容易になります。

大気研究に最適な候補

グリーゼ12と新しい惑星との距離は、地球と太陽の距離のわずか7%です。この惑星は、太陽から受けるエネルギーの1.6倍、金星が受けるエネルギーの約85%を恒星から受けています。

「グリーゼ12bは、冷たい恒星を周回する地球サイズの惑星が大気を保持できるかどうかを研究するのに最適なターゲットの1つであり、銀河系全体の惑星の居住可能性に関する理解を深める上で重要なステップです」と、南クイーンズランド大学（オーストラリア）天体物理学センターの博士課程学生であるシシル・ドラキア氏は説明する。彼女は、エディンバラ大学とユニバーシティ・カレッジ・ロンドンの博士課程学生であるラリッサ・パレソープ氏とともに、別の研究チームを共同で率いてきた。

「これは、私たちの太陽系の進化のいくつかの側面を解明するのに役立つ可能性のある、新しい大気研究のユニークな候補です」とパレソープは説明します。「地球はまだ居住可能ですが、金星は水を完全に失ったため居住できません。グリーゼ12bの大気は、惑星が発達するにつれてたどる居住可能な軌道について多くのことを教えてくれる可能性があります。」

大気を保持する上で重要な要素は、恒星の嵐の性質です。赤色矮星は磁気的に活発な傾向があり、頻繁に強力なX線フレアが発生します。しかし、両チームの分析では、グリーゼ12には極端な行動の兆候が見られず、惑星の大気の保持に役立つ可能性があると結論付けられています。

通過中、主星からの光はあらゆる大気を通過し、効果的にサンプリングします。ガス分子によって吸収する色が異なるため、通過によって一連の化学的な指紋が得られ、Webb のような望遠鏡で検出できます。

「現在までに、地球に十分近く、現在の設備を使った透過分光法と呼ばれるこの種の研究に必要な他の基準を満たす系はほんの一握りしか知られていない」と、メリーランド州グリーンベルトにあるNASA宇宙飛行センターのゴダードセンターの天体物理学者で、クズハラ氏の論文の共著者でもあるマイケル・マケルウェイン氏は述べた。「温暖な地球型惑星の周囲の大気の多様性をよりよく理解するには、グリーゼ12bのような例がもっと必要だ」と同氏は結論づけている。