Research press release

天文学:ケンタウルス座b星連星系を周回する未知の巨大ガス惑星が観測された

Nature

Astronomy: New gas giant planet found orbiting b Centauri binary system

高質量連星系であるケンタウルス座b星A・B(b Cen AB)の広い軌道を周回する巨大ガス惑星が観測されたことを報告する論文が、今週、Natureに掲載される。今回の知見は、これまでの研究で示唆されていたよりもはるかに大きな恒星系に惑星が存在する可能性があることを実証しており、惑星の形成過程に関する解明が進むと考えられる。

星を周回する惑星の確認観測によれば、太陽質量の3倍を超える星を周回する巨大ガス惑星はまれか、存在しないと考えられている。この惑星形成の考えに疑問を呈しているのが天の川銀河内に位置しているb Cen ABで、この連星系の質量の合計は太陽質量の6~10倍とされる。

今回、Markus Jansonたちは、2019年3月から2021年4月にかけて、チリのパラナルにあるヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡(VLT)に搭載されている系外惑星観測装置SPHEREを用いて、この巨大ガス惑星(彼らはb Cen (AB)bと命名)を観測した。その結果、b Cen (AB)bは、地球と太陽の距離の560倍の距離で、連星系の星を周回していることが分かった。Jansonたちは、b Cen (AB) bの輝度の測定結果から、b Cen (AB)bとそれが周回する恒星系の質量比が、木星と太陽の質量比に近いという計算結果を示している。しかし、b Cen (AB) bは、木星と比べて、質量は11倍で、軌道は100倍広い。Jansonたちは、b Cen (AB) bについて、その位置と軌道に基づいて、かつてb Cen ABを周回していた円盤状の物質内に蓄積した高密度の塊から、現在の位置の近くで急速に形成された可能性が非常に高いことを明らかにした。

A gas-giant planet observed in a wide orbit around the high-mass star system of b Centauri A and B (b Cen AB), is reported in a paper published this week in Nature. The findings demonstrate that planets can reside in much larger stellar systems than previous research has suggested, and may improve our understanding of the planet formation process.

Confirmed observations of planets orbiting stars have indicated gas giants around stars exceeding 3 solar masses may be rare or non-existent. This notion of planet formation is challenged by b Cen AB, which resides in the Milky Way and the stars have a combined mass of between six and ten times that of our Sun.

Markus Janson and colleagues observed the planet, which they call b Cen (AB)b, between March 2019 and April 2021 using the SPHERE exoplanet imager, which is installed on the European Southern Observatory's Very Large Telescope in Paranal, Chile. They found that b Cen (AB)b orbits the stars of the binary system at 560 times the distance between Earth and the Sun. Using measurements of b Cen (AB)b’s brightness, the authors calculated that the ratio between the masses of the planet and the star system it orbits to be similar to the ratio between Jupiter and the Sun. However, b Cen (AB)b is 11 times the mass of Jupiter and its orbit is 100 times wider. Based on its location and orbit, the authors determined that b Cen (AB)b probably formed rapidly close to its present location from a dense clump that accumulated within a disc of matter that used to orbit b Cen AB.

doi: 10.1038/s41586-021-04124-8

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