Research press release

天文学:新しい系外衛星の有望な候補天体

Nature Astronomy

Astronomy: A promising new exomoon candidate

我々の太陽系の領域の外側にある惑星を軌道運動する衛星である、系外衛星の新しい候補天体について報告する論文が、Nature Astronomy に掲載される。地球の2.6倍の大きさのKepler-1708 b-iが系外衛星であるという状況が確認されれば、系外惑星系の形成と進化を理解するために欠けているパズルのピースとなる可能性がある。

我々の太陽系に衛星は遍在するものの、系外惑星を軌道運動する衛星はいまだに確認されていないが、これまでKepler-1625 b-iのような候補天体は示唆されていた。木星や土星のように、恒星からある程度の距離を保って軌道運動する低温の巨大惑星は、衛星の形成に適した場所である。しかし、そのような惑星は、トランジット法(惑星­衛星系が恒星の前面を通過する際に生じる、わずかな明るさの変化を観測する、系外惑星を発見するための最も一般的な方法)で検出することが難しい。

今回、David Kippingたちは、系外衛星の痕跡を探すためにトランジット法を用いて、ケプラー宇宙望遠鏡によって発見された系外惑星を調査した。彼らは70個の低温(300 K、およそ27℃未満)のガス巨大惑星に注目した。それらは、それぞれの恒星を太陽と地球との距離よりも離れた距離、つまり1年より長い周期で軌道運動する。厳密な調査の結果、著者たちはKepler-1708 bと呼ばれる木星の大きさを持つ系外惑星の周りに、わずか1個の信号を発見した。この信号は、Kepler-1708 bの周囲に系外衛星Kepler-1708 b-iが存在することで最もよく説明でき、この信号が誤検出である確率は1%である。

著者たちは、Kepler-1708 b-iの信号の実在と、それに続く系外衛星の可能性としての状況を確認するためには、さらなる証拠が必要とされる可能性があると注意を促している。しかし、このような巨大な衛星の起源を理解することは、惑星形成理論に対する課題であると、著者たちは述べている。

A new candidate for an exomoon — a moon that orbits planets beyond the realm of our Solar System — is presented in a paper published in Nature Astronomy. If its exomoon status is confirmed, Kepler-1708 b-i — which is 2.6 times larger than Earth — could represent a missing piece in the puzzle to understand the formation and evolution of extrasolar planetary systems.

Moons are ubiquitous in our Solar System, however, we have yet to confirm any that orbit exoplanets— although previous candidates have been suggested, such as Kepler-1625 b-i in 2018. The cool giant planets that orbit at some distance from their star, such as Jupiter or Saturn, are a favoured location for moon formation. However, such planets are challenging to detect with the transit technique— the most widespread method to find exoplanets that observes the small dip in brightness a planet­­­–moon system creates when it passes in front of its star.

David Kipping and colleagues surveyed the exoplanets discovered by the Kepler space telescope via transit to look for traces of exomoons. They focused on 70 gas giant planets with cool temperatures (less than 300 kelvin, roughly equivalent to 27 °C), which orbit their respective stars at a distance further than that between the Sun and Earth, namely with an orbiting period longer than a year. After rigorous vetting, the authors found only one signal, around a Jupiter-sized exoplanet called Kepler-1708 b. This signal can be best explained by the existence of an exomoon around Kepler-1708 b, named Kepler-1708 b-i, although there is a 1% probability of this signal being an artefact.

The authors caution that further evidence will be required to confirm the reality of the Kepler-1708 b-i signal and its subsequent status as a possible exomoon. Understanding the origins of such large moons, they state, will, however, represent a challenge for planetary formation theories.

doi: 10.1038/s41550-021-01539-1

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