惑星科学：ホットネプチューン砂漠における惑星コアの残骸
Nature 583, 7814 doi: 10.1038/s41586-020-2421-7
巨大惑星の内部は、まだあまり分かっていない。太陽系内の惑星についてさえ、観測が困難なことが、惑星コアの特性に関する大きな不確かさにつながっている。まれな進化の過程を経た系外惑星によって、惑星内部を理解する手段が得られる。通常は空っぽな「ホットネプチューン砂漠」（質量–半径空間の惑星がほとんど存在しない領域）の内部やその近傍で発見された惑星は、この点で特に貴重であることが分かっている。こうした惑星には、異常に大質量のコアを持つと考えられているHD149026bや、光蒸発によって外層大気のかなりの部分が除去されているLTT9779bやNGTS-4bなどの最近発見された惑星がある。本論文では、半径は海王星より小さいが、質量が地球の39.1+2.7−2.6倍と異常に大きく、密度が5.2+0.7−0.8 g cm−3と地球によく似ている、惑星TOI-849bの観測結果について報告する。内部構造モデルから、純粋な水素とヘリウムのガスでできた外層の質量は、惑星の全質量の3.9+0.8−0.9％を超えないことが示唆された。この惑星は、熱的な自己崩壊か巨大惑星との衝突による極端な質量損失を経る前は巨大ガス惑星であった可能性がある。あるいは、おそらく原始惑星系円盤に間隙があったか、この惑星の形成が遅かったために、相当量のガス降着を免れた可能性もある。光蒸発速度だけでは、木星のような巨大ガス惑星を小さくするのに必要な質量損失を説明できないが、少量（地球質量の数倍）の水素とヘリウムの外層であれば数十億年の時間スケールで除去できることから、TOI-849bに残っている大気は惑星内部由来の水などの揮発性物質に富んでいる可能性が高いことが示唆される。我々は、TOI-849bが巨大惑星のコアの残骸であると結論付ける。
