ウェッブ望遠鏡が地球に最も近い矮星の厳しい天候を明らかに

ワシントン – 地球に最も近い2つの褐色矮星（惑星より大きく恒星より小さい天体）の天気予報が出ている。控えめに言っても天気は悪く、焼けつくような暑さで、大気中には有毒な化学物質の混合物が渦巻き、サハラ砂漠の砂嵐のようにケイ酸塩粒子の雲が吹き荒れている。

研究者は観察を利用して 宇宙望遠鏡 ジェームズ・ウェッブ 褐色矮星の大気の状態を詳細に調査するため。特に、宇宙基準では非常に近い地球から約 6 光年離れた場所で互いに周回している一対の褐色矮星について調査する。1 光年は光が 1 年間に移動する距離で、5.9 兆マイル (9.5 兆 km) である。

ウェッブのデータは、褐色矮星の自転中に天候がどのように変化するかを3次元的に表しており、大きなものは7時間、小さなものは5時間で、大気の異なる深さに複数の雲層が見られる。

どちらの大気も水素とヘリウムが主成分で、少量の水蒸気、メタン、一酸化炭素が含まれています。雲頂の温度は、ろうそくの炎と同程度の華氏約 1,700 度 (摂氏 925 度) です。

「この研究で、私たちはこれまでの褐色矮星の中で最も詳細な『天気図』を作成した」と、月曜日に科学誌「Monthly Notices of the Royal Astronomical Society」に発表された研究の筆頭著者であるエディンバラ大学天文学研究所の天文学者ベス・ビラー氏は述べた。

褐色矮星は恒星でも惑星でもなく、その中間の何かである。褐色矮星は自身の熱から自ら光を発する。「熱で赤く燃える残り火のように見える」とビラー氏は言う。ウェッブ研究所の研究者たちが観測しているのはまさにその光だ。恒星とは異なり、褐色矮星は中心核で核融合反応を起こさない。

「惑星と同様だが恒星と異なり、褐色矮星にも大気中の降水から形成された雲がある。しかし、地球には水の雲があるが、褐色矮星の雲ははるかに高温で、おそらくサハラ砂漠の非常に高温の砂嵐のように高温のケイ酸塩粒子でできている」とビラー氏は語った。

現在の科学的見解では、褐色矮星は恒星のような巨大なガスと塵の雲から形成されるが、核融合の燃料となるほどの質量はないと考えられている。褐色矮星の組成は、太陽系最大の惑星である木星などの巨大ガス惑星の組成に似ている。

その質量は木星の 80 倍です。比較すると、太陽の質量は木星の約 1,000 倍です。

ウェッブ氏が調査した2つの褐色矮星は約5億年前に形成された。それぞれの直径は木星に匹敵する。1つは木星の35倍、もう1つは30倍の大きさである。

ウェッブは、さまざまな大気の特徴が視界に入ったり消えたりするにつれて、光がどのように変化するかを観察しました。
「両天体の急速な自転は気象パターンの決定に役立ちます。実際に雲頂構造を直接見ることができれば、木星で見られる大赤斑のような流れや渦を見ることができるかもしれません」とビラー氏は語った。

「将来的には、同様の技術が、居住可能な可能性のある太陽系外惑星の天候を研究するために使われる可能性がある」とビラー氏は太陽系外の惑星に言及して付け加えた。

褐色矮星は比較的一般的で、太陽系外惑星は 5,000 個以上知られているのに対し、褐色矮星は約 1,000 個知られています。

ウェッブは主に赤外線で宇宙を観測したが、それ以前の 宇宙望遠鏡 ハッブルは主に可視光と紫外線の波長でこれを行います。

「褐色矮星の大気は信じられないほど複雑です。ウェッブは前例のない波長範囲と感度を提供することで、これらの大気を理解する能力に大きな飛躍をもたらしました」と、アイルランドのダブリン大学トリニティ・カレッジの天文学者で研究の共著者であるジョアンナ・フォスは語った。

「これらの異なる波長により、大気の非常に深いところから非常に浅いところまでを監視し、大気全体の包括的な画像を提供することができます」とヴォス氏は付け加えた。