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天文学:大質量高温中心星からの極端紫外線照射を受けている巨大惑星

Nature 546, 7659 doi: 10.1038/nature22392

惑星が受ける紫外線照射量や大気の損失率は、中心星の温度に強く依存している。現在、数千の系外惑星が知られているが、そのうち高温のA型星(温度7300~1万K)をトランジットする惑星は6個だけであり、それよりも高温のB型星をトランジットする系外惑星はまだ見つかっていない。例えば、WASP-33は、温度が約7430 KのA型星で、最も高温のトランジット惑星として知られるWASP-33bを持つ。この惑星は、それ自体がM型赤色矮星と同じぐらい高温である。WASP-33bは、昼側と夜側の温度差が大きく、また大きく膨張しており、これらは強い日射に関連付けられてきた。しかし、その昼側の温度であっても、大気は他の惑星の分子大気とおそらくよく似ていて、受けている紫外線照射のレベルでは、中心星の寿命内で惑星の大気がかなり損失する可能性は低い。本論文では、明るい恒星HD 195689(別名KELT-9)、およびその近傍(軌道周期約1.48日)をトランジットする巨大惑星KELT-9bの観測結果について報告する。この中心星は温度が約1万170 Kで、A型とB型の境界付近に位置する。我々は、KELT-9bの昼側の温度が約4600 Kであると見積もった。これは、K4型の恒星に匹敵する高い温度である。K型星内にある分子は完全に解離しているので、KELT-9bの昼側大気における不透明度を決める主な成分はおそらく原子金属であると見られる。さらに、KELT-9bは、WASP-33bよりも700倍も強い極端紫外線放射(つまり、波長が91.2 nmより短い放射)を受けており、中心星が主系列段階にいる間に、惑星大気の大部分が剥がされる可能性がある範囲の質量損失率が予測される。

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