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天文学:白色矮星を周回する惑星の大気に含まれるエアロゾルと炭化水素

Nature 655, 8121 doi: 10.1038/s41586-026-10514-7

太陽を含むほとんどの星は、やがて赤色巨星へ進化し、その後、白色矮星となる。最近、白色矮星を周回する惑星の候補がいくつか発見されており、これは、惑星が星の後主系列段階でも無傷で生き延び得ることを実証している。しかし、後主系列星を周回する惑星の大気組成についてはほとんど分かっておらず、これまでに大気が検出された中で最も進化が進んだトランジット惑星は、準巨星を周回するものである。今回我々は、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)の近赤外線分光器(NIRSpec)のPRISMモードを用いた透過分光法により、白色矮星を周回する惑星WD 1856 bで大気を検出したことを報告する。0.5~5.0 μmのスペクトルから、炭化水素(オッズ比167:1〜5377:1、CH4は17:1〜30:1で支持)、エアロゾル(2 × 105:1~2 × 106:1)、惑星の夜側からの熱放射(2 × 1063:1~2 × 1073:1)の存在が明らかになった。我々の分光解析により、WD 1856 bの質量は4.3〜10.9 MJに絞り込まれ、炭素に富んだ大気(CH4の存在量は約7%)と、予想される惑星の平衡温度(160 K)を上回る有効温度(390~412 K)が見いだされた。冷却モデルに基づくと、これらの結果は、WD 1856 bが、白色矮星段階に入ってから30億〜55億年の時点で、惑星移動に関連した再加熱事象を経験したことを示しており、これは後主系列の潮汐進化によって現在の0.02 AUの円軌道に至ったことと一致する。我々の結果は、太陽と同程度の質量を持つ星を周回する巨大惑星が最終的にどのような運命をたどるのかを知る窓を提供する。

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