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天体物理学:地球型系外惑星LHS 3844bに厚い大気はない

Nature 573, 7772 doi: 10.1038/s41586-019-1497-4

既知の地球型惑星の大半は、半径が太陽半径の60%以下の小さな恒星を周回している。理論モデルから、こうした惑星は、太陽類似星を周回する惑星よりも大気を失いやすいと予測されている。小さな惑星で厚い大気が存続できたのかを決定する方法の1つは、その熱位相曲線において大気での熱の再分配の兆候を探ることである。スーパーアースであるかに座55番星e(地球半径の1.9倍)のこれまでの位相曲線観測結果は、ピーク輝度が恒星直下点(緯度経度0度)からずれていることを示しており、これはおそらく大気循環の存在を示している。本論文では、LHS 3844という小さな近傍星の周囲を11時間で公転する、より小さく冷たい系外惑星LHS 3844b(地球半径の1.3倍)の位相曲線の観測結果について報告する。観測された位相変化は対称的で、振幅が大きく、昼側の輝度温度は1040 ± 40 Kで、夜側の温度は0 Kと一致する(1標準偏差)ことが示唆された。このデータから、表面気圧が10 bar以上の厚い大気の存在は除外され(3標準偏差)、より質量の小さい大気は、恒星風による侵食を受けやすいと考えられる。さらにこのデータは、低Bondアルベド(2標準偏差で0.2以下)の裸岩モデルによく一致する。今回の結果は、小さな恒星を周回する高温の地球型惑星は十分な大気を維持できない可能性があるという理論的予測を裏付けている。

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