ESOのVLTは、遠方の外惑星の内側の風層を明らかにしています

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2025-02-23 21:31:00

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欧州南部観測所（ESO）の非常に大きな望遠鏡（VLT）の4つの伸縮部ユニットのデータを使用して、科学者チームが初めてエクソプラネットの大気を覗き込みました。さらに、データにより、チームは大気の3次元マップを作成することができました。

結果は、大気中の強力な風を示しました。これらの風には、鉄やチタンなどの要素があり、大気全体にユニークな天候パターンを作成します。 VLTの観察結果は、天文学者がエクソプラネットの大気を極端に詳細に観察することができたのを初めてマークしました。

「この惑星の大気は、地球だけでなく、すべての惑星での天気の仕組みについての理解に挑戦する方法で振る舞います。チリのESOの主著者であるジュリア・ビクトリア・サイデルは、次のように述べています。

WASP-121Bと名付けられ、正式にはTylosという名前のexoplanetは、星座子犬に900光年離れた場所に位置しています。 2015年に発見されたTylosは、ホストスターに非常に近い軌道を軌道に乗せる非常にホットの木星系様式であり、約30時間で1つの革命（または1年）を完了しました。 Tylosのホストスターへの極端な近接性は、その大気の片側が星の暑さから熱く焦げていることを意味しますが、反対側はとてもクールです。

2017年、Tylosは、その成層圏に水が含まれていることがわかった太陽系の外側の最初の惑星になりました。 VLTの最新の観察結果は、脱惑星の以前の観察よりも大気中を深く覗き込み、異なる層で風を明らかにしています。

「私たちが見つけたのは驚くべきことでした。ジェット川は惑星の赤道の周りで材料を回転させ、大気の低いレベルでの別の流れはガスを熱い側から涼しい側に移動します。この種の気候は、どの惑星でも見られたことがありません。ソーラーシステムで最も強いハリケーンでさえ、比較して穏やかに見えます」とSeidel氏は言います。

このジェットストリームは巨大で、惑星の半分に及びます。ジェットストリームがティロスの暑い日常に渡ると、ストリームは速度を上げ、タイロスのアッパー雰囲気を激しく解き放ちます。

ティロ内の異なる風層の動きと構造を示すグラフィック。 （クレジット：ESO/M。Kornmesser）

また、VLTの観察により、チームは外惑星の大気の史上初の3次元マップを作成することができました。 Seidel et al。 VLTの4つの望遠鏡ユニットによって収集された光を1つの特異な信号に組み合わせるために、岩石の外惑星と安定した分光観察（エスプレッソ）機器のためにVLTのechelle分光器を具体的に利用しました。その後、チームはこの信号から3次元マップを作成しました。

4つのユニットからの光を組み合わせることで、VLTを使用する科学者が個々の望遠鏡と失神の詳細の4倍の光を見ることができます。たとえば、エスプレッソは、ホストスターを横切る1つのタイロの輸送から、鉄、ナトリウム、水素を含む外惑星の大気内で複数の化学的特徴を検出しました。これらの化学的署名を観察することで、Seidel et al。 Tylosの大気の深い、中間、浅い層内の場所を追跡します。

「VLTにより、エクスプラネットの大気の3つの異なる層を1つの急降下させることができました。メリーランド州バルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所の共著者であるレオナルド・A・ドス・サントスは、次のように述べています。

ESOを使用します #VLT、天文学者は、エクソプラネットの大気の3D構造を初めてマッピングしました。これがこのような深さと詳細でこれを行ったことはありませんでした。

詳細を発見する：

ESO/Mによるアーティストの印象。コーンメッサー pic.twitter.com/4advnnecsu

– それ（@eso） 2025年2月18日

驚くべきことに、エスプレッソのデータは、タイロスの大気の大きなジェットストリームのすぐ下にチタンの存在を明らかにしました。タイロスの以前の観察は、惑星内にチタンが不在のことを示唆していました。これは、おそらく要素がジェットストリームの下の惑星の大気の奥深くに埋もれているためです。

「このような広大な距離にある惑星の化学物質の構造や気象パターンのような詳細を研究できるのは本当に驚くべきことです」と、ルンド大学とESOの共著者ビビアナ・プリノスは言いました。

チームの結果は、脱惑星天文学にとってエキサイティングです。彼らは、適切な機器を使用して、遠い外惑星の雰囲気を詳細に研究できることを示しているからです。しかし、地球のような外惑星の内部大気の働きを明らかにするために、科学者ははるかに大きな望遠鏡を必要とするでしょう。 ESOの今後の非常に大きな望遠鏡（ELT）は、地球のような外惑星を直接観察し、その特性を深く研究できることが期待されています。 ELTは現在、チリのアタカマ砂漠に建設中です。

」ELTは、外惑星の雰囲気を研究するためのゲームチェンジャーになります。この経験は、私たちが今しか夢見ていない信じられないほどのことを明らかにしようとしているように感じさせます」とプリノスは説明しました。

Seidel et al。の結果はジャーナルに掲載されました 自然 2月18日。

（リード画像：Tylosの3つの主要な大気風の層を示すグラフィック。クレジット：ESO/M。Kornmesser）

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