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宇宙:太陽系外惑星GJ 436b の大気に生じていると考えられる熱化学的不平衡

Nature 464, 7292 doi: 10.1038/nature09013

「ホットネプチューン」に分類されている近傍の太陽系外惑星GJ 436bは、その主星の前面および背面を横切るときに地球から見て光が暗くなることから、その存在が明らかになった。これらの現象はそれぞれ、惑星の主星前面通過(primary transit)と二次食(主星による惑星の掩蔽;secondary eclipse)として知られており、前者からは惑星の半径と質量がしぼり込まれ、後者からは惑星の温度と、多波長での計測によってその大気組成とがしぼり込まれる。透過分光法を用いたこれまでの研究では、1.4 µmの水蒸気吸収帯は検出されておらず、惑星の大気組成はほとんどわかっていない。本論文では、二次食のときにGJ 436bの昼側からで生じる惑星熱放射の多波長赤外波長による検出について報告する。最適組成モデルは、水素が優勢な大気に対する熱化学平衡モデルの予測に比べて、CO存在度が高く、メタン(CH4)存在度が相当に低いものである。さらに、少量のH2Oと微量のCO2が存在することを報告する。CH4は主要な炭素含有化合物と予測されるので、このホットネプチューンでみられる、予測の少なくとも105分の1という低いCH4:CO比率を説明するためには、鉛直混合のような不平衡過程やエチレンなどの物質へのメタン重合が必要かもしれない。

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