宇宙：海王星サイズの系外惑星の晴れ渡った大気における水蒸気吸収線

これまで透過分光法によって、木星サイズの系外惑星に原子や分子の吸収線が検出されてきたが、トランジット中にさらに小さい（海王星サイズの）惑星の大気の分子吸収線を観測する精力的な試みからは、全く特徴のないスペクトルしか明らかになっていない。このことから、小さくて温かい惑星の大多数は、平均分子量が大きく（水素が少ない）、不透明な雲や光を散乱するもやを持つ大気を維持するよう進化したため、惑星大気の組成が観測しにくくなっていると結論付けられていた。本論文では、系外惑星HAT-P-11b（地球の4倍程度の半径を持つ）における可視光線から赤外線までの波長領域の透過スペクトルの観測結果を報告する。我々は、波長1.4 μmに水蒸気の吸収線を検出した。水の吸収線の強さ（約250 ppm）は、この惑星大気が約1ミリバールに対応する高度までほぼ晴れ渡っており、十分な水素を含んでいるため大きなスケールハイト（大気圧がe倍変化する高さ）を有していることを示している。スペクトルからは、重元素の存在度が太陽の700倍程度という惑星大気が示唆される。このことは、巨大ガス惑星が原始惑星状星雲から巨大な岩石コアか氷コアに水素に富んだガスを直接集積して大気を獲得するという、惑星形成理論のコア集積モデルと一致する。

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