惑星科学：ホットジュピター大気における太陽と同じC/O比と太陽以下の金属量
Nature 598, 7882 doi: 10.1038/s41586-021-03912-6
ホットジュピターの大気において、水素（H）に対する炭素（C）と酸素（O）の比を（それらの主星と比較して）測定することで、ホットジュピターの形成位置と形成後の軌道の移動に関する知見が得られる。主要な揮発性物質（H2O/CO/CO2）の雪線の外側で形成し、次いで円盤が散逸した後に移動したホットジュピターは、大気中の炭素と酸素の比（C/O比）が1に近く、金属量は太陽より少ないと予想されている。一方、散逸前の円盤を通って移動した惑星は、酸素に富む氷の微惑星の落下によって激しく汚染される結果、C/O比は0.5未満になり金属量は太陽より多くなると予測されている。ホットジュピターのこれまでの観測では、同一の惑星についてH2OかCOのどちらか一方の有界制約条件を得ることができたが、両方は得られておらず、結果として、C元素とO元素の量とそれらから得られるC/O比や金属量の正確な値はまだ明確になっていない。今回我々は、典型的なトランジットホットジュピターであるWASP-77Abの分光観測の結果について報告する。一連の観測結果から、H2OとCOの大気ガス体積混合比の制約条件（それぞれ9.5 × 10−5～1.5 × 10−4と1.2 × 10−4～2.6 × 10−4）が決定された。そしてこれらの有界制約条件から、大気中のC/H存在度（太陽の0.35+0.17−0.10倍）とO/H存在度（太陽の0.32+0.12−0.08倍）、対応する大気中のC/O比（0.59 ± 0.08；太陽の値は0.55）の導出が可能になった。(C+O)/Hの値が太陽以下であること（太陽の0.33+0.13−0.09倍）は、木星型惑星で予想されている量と比べて金属が欠乏した大気の存在を示唆しており、C/Oの値が太陽に近いことは、円盤が散逸した後の移動や炭素に富む大気というシナリオを除外している。
