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2026-02-14 11:38:00
地球から約 116 光年離れた恒星系 LHS 1903 で発見された 4 つの惑星は、数十年にわたって受け入れられてきた惑星形成の計画に疑問を投げかけています。この系では、最も内側に岩石惑星があり、その後に 2 つのガス主体の惑星があり、最も外側に岩石惑星が 1 つあります。この「裏返し」の配置は、太陽系と銀河の両方で一般的に観察されるパターンに反しています。
LHS 1903 は赤色矮星で、宇宙で最も一般的な種類の星です。これらのタイプの星は質量が小さく、比較的低温ですが、惑星系の観点からは非常に生産的です。しかし、この系の異常な構造は、赤色矮星の周りの惑星形成が考えられているよりも複雑である可能性を示唆しています。
確立されたモデルは何を示していますか?
惑星形成の標準モデルによれば、若い星の周りのガスと塵の円盤内の温度は、星から離れるにつれて低下します。恒星に近い領域では、水や二酸化炭素などの揮発性物質が高温により蒸発します。鉄や岩石形成鉱物など、高温に耐えられる物質のみが凝固できます。このため、内部領域で形成された惑星は岩石構造になっています。
星からさらに離れ、いわゆる「雪線」を超えると、温度が低下し、水やその他の揮発性化合物が氷に変わります。これにより、惑星の核がより速く成長することが可能になります。質量が地球の約10倍に達すると、その強い重力により核には大量の水素とヘリウムが蓄積されます。その結果、木星や土星などの巨大ガス惑星が形成されます。
太陽系では、岩石惑星 (水星、金星、地球、火星) が太陽の近くにあります。巨大ガス惑星 (木星、土星、天王星、海王星) がさらに遠くに位置しているという事実は、このモデルと一致します。
LHS 1903では絵が違います
ウォリック大学のトーマス・ウィルソン率いるチームがサイエンス誌に発表した研究によると、LHS 1903 系の最も外側の惑星は、半径が地球の約 1.7 倍の「スーパーアース」だという。その密度と組成は岩の性質を示しています。
ここに問題があります。この惑星は、ガスが豊富な 2 つの惑星の向こう側にあります。言い換えれば、古典的なモデルによれば、巨大ガス惑星の向こうには岩石惑星が見つかるとは予想されていない。
「惑星形成のパラダイムは、恒星のすぐ近くに岩石の内惑星が存在するというものです」とウィルソン氏は言う。 「私たちは、ガスが豊富な惑星の向こうに岩石惑星が見える初めての例に直面しています。」
発見プロセス
このシステムは、2018 年に打ち上げられた NASA のトランジット系外惑星調査衛星 (TESS) によって初めて検出されました。TESS は、恒星の前を通過する惑星によって生じる明るさの低下を測定することによって、新しい系外惑星を発見します。
次に、2019 年に ESA によって打ち上げられた CHARakterising ExOPlanet Satellite (Cheops) 衛星が、このシステムをより詳細に検査しました。世界中のさまざまな望遠鏡からのデータを使用して国際的な分析が行われました。
研究者らはまず、2つの代替シナリオをテストした。1つは、系外惑星が他の惑星との衝突の結果として形成された可能性、または元々は大気を失ったガスが豊富な惑星であった可能性である。ただし、動的モデリングはこれらの可能性をサポートしていませんでした。
「ガスフリー」生成仮説
研究チームは最終的に、別の形成メカニズムを提案した。つまり、太陽系とは異なり、惑星は内側から外側へ連続的に形成された可能性があるというものだ。
このモデルによると、最も外側の岩石惑星は内側の惑星より数百万年後に形成されました。その時までに、星の周りのガスと塵の円盤の大部分は分散していました。還元ガス環境で形成されたこの惑星は、水素とヘリウムを集めることができませんでした。したがって、岩の多い構造のままでした。
太陽系では、巨大ガス惑星が早期かつ迅速に形成されました。岩石質の内惑星はその後に出現したと考えられています。海王星の向こうには冥王星のような岩体がありますが、これらは氷が多く含まれた小さな構造物で、おそらく衝突の結果として後の時代に形成されたものと考えられます。
物議を醸すがエキサイティングな
MITのサラ・シーガー氏によると、この発見は、銀河系で最も一般的な種類の恒星である赤色矮星の周りの惑星形成に関する「脚本をひっくり返す」最初の証拠の一部となる可能性があるという。しかし、解釈は難しく、科学的な議論は依然として未解決であると彼は強調する。
カリフォルニア工科大学のヘザー・ナットソン氏は、LHS 1903 e が特に印象的であると述べています。惑星にはさまざまな種類の大気がある可能性があり、その温度は水が凝結するほど高い可能性があります。したがって、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡による観測は、大気の構造に関する重要な情報を提供する可能性があります。
MITのカブリ研究所のアナ・グリッデン氏は、このシステムは小さな星の周りで小さな惑星がどのように形成されるかを研究するための自然の実験室として機能する可能性があると述べている。
しかし、宇宙望遠鏡科学研究所のネストル・エスピノーザ氏によると、惑星の形成は非常に複雑なプロセスだという。小さな星の周りのメカニズムは依然として議論の余地があり、LHS 1903 システムは、モデルが今後何年も説明するのに苦労する重要なデータポイントを提供します。
結論: モデルは変更される可能性がありますか?
LHS 1903 システムは、確立された惑星形成計画を直接否定するものではありません。しかしそれはそれが普遍的ではないことを示しているかもしれません。 「ガスのない」後期形成仮説が確認されれば、赤色矮星の周りの惑星系の多様性は私たちが考えているよりもはるかに大きい可能性があります。
この発見は、宇宙で最も一般的な種類の星の周りに惑星がどのように構築されるかについての私たちの理解を再構築する可能性があります。ただし、最終的な答えを得るには、より多くの観測、より詳細な大気分析、および次世代モデリングが必要となります。
出典：新聞酸素
#天文学者が惑星形成理論をひっくり返すシステムを発見