太陽系外惑星の大気に存在する分子は、大気の放射平衡に対して大きな影響を与えると予想され、またこれらの分子により、力学過程および化学過程の由来を調べたり、非平衡効果の存在を示したりできると考えられている。分子を調べることで大気状態や化学過程が明らかになる可能性があるため、その探索は非常に重要である。水、一酸化炭素、メタンの回転振動遷移帯は、ホットジュピターの不透過度が非連続となる主な原因であると予想されている。これらの遷移帯は波長が重なっており、存在を示す特徴が弱いため、確実な同定には、精密な赤外分光法の適用が必要となる。本論文では、系外惑星 HD 189733bにおけるメタンの存在を示す近赤外透過スペクトルについて報告する。さらに、解像された1.9 µmにおける水蒸気吸収帯により、この天体に水が存在するという最近の考えが確認された。熱化学的な観点から一酸化炭素は、ホットジュピターの上層大気に豊富に存在すると予想されているが、今回は確認できなかった。したがって、そのような高温の惑星に一酸化炭素ではなくメタンが検出されたことは、常に昼である側から夜側の方向に向かって化学組成に水平方向の勾配が生じていることを示しているのかもしれないし、あるいは、メタンの増加を引き起こすような未知の光化学機構を示唆しているのかもしれない。
