惑星科学：海王星より小さい兄弟系外惑星からの水素散逸

系外惑星探査から、海王星よりも小さく、周期100日未満の軌道を持つ数多くの惑星からなる種類が存在することが分かっている。これらの惑星は、半径の谷と呼ばれる約1.8 R_⊕での自然な境界によって隔たれた2つの種族を形成している。しかし、これらの種族が、乾燥した形成経路と水に富んだ形成経路の違いによって生じたのか、長期的な大気散逸の結果異なる進化を遂げたのか、あるいは両方の組み合わせで生じたのかはははっきりしていない。今回我々は、TOI-776 b（1.85 ± 0.13 R_⊕）とTOI-776 c（2.02 ± 0.14 R_⊕）という2つの兄弟惑星で、進行中の水素散逸を観測したことを報告する。これらの惑星はサイズが半径の谷に近く、年齢が10〜40億歳と成熟していることから、それらが属する種族の起源を調べるのに有用な存在である。これらの惑星がトランジットしている間、主星のライマンα輝線の背景に吸収が現れ、これは、これらの惑星から10億年当たり総質量のそれぞれ0.03～0.6％と0.1～0.9％に相当する割合の水素が散逸していることと一致する。外側の惑星TOI-776 cの観測結果は、解離した水蒸気のアウトフローとは一致しておらず、これは、この惑星と内側の兄弟惑星が乾燥した環境で形成されたことを示唆している。これらの観測結果は、近接軌道のサブネプチューンの進化において水素の散逸が強く関与していることを支持している。

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