天文学者たちは、恒星LHS 1903の周囲に、天体形成の根本的な法則に異を唱える奇妙な「インサイド・アウト（裏返し）」の惑星系を発見しました。岩石惑星を恒星の近くに、ガス巨星を遠くに配置する私たちの太陽系とは異なり、この惑星系は、ガス状の隣人よりも外側の軌道を回る岩石の世界を特徴としています。2026年2月12日に国際研究チームによって発表されたこの発見は、惑星の進化が、これまで科学的に未知であった逐次的な「インサイド・アウト」の経路をたどる可能性があることを示唆しています。
LHS 1903の惑星の並びは太陽系とどう違うのか？
LHS 1903における惑星の並びは、内側の岩石惑星、それに続く2つのガス巨星、そして最後に最も外側の軌道にあるもう一つの岩石惑星という、「インサイド・アウト」型の構造を特徴としています。これは、地球のような地球型惑星が太陽の近くに留まり、木星のようなガス巨星がより冷たい外縁部に位置するという標準的な太陽系モデルと矛盾します。LHS 1903系において、ガス巨星の先に小さく高密度な世界が存在することは、従来の「内側が岩石、外側がガス」という勾配を覆すものです。
惑星構造に関する現在の私たちの理解は、大部分が自分たちの近隣の構成に基づいています。太陽系では、太陽に最も近い4つの惑星（水星、金星、地球、火星）は、恒星の放射によって軽いガスが恒星の近くに蓄積されるのが妨げられたため、小さく岩石質です。さらに外側の「スノーライン（雪線）」を越えると、温度が十分に低かったため、木星や土星のようなガス巨星が大規模な大気を取り込むことができました。天の川銀河の厚い円盤部に位置する赤色矮星LHS 1903は、通常はガス巨星が支配的となる系の最果てに4番目の岩石惑星を保持することで、この型を完全に打破しています。
この発見は、University of Warwickの惑星天体物理学者、Thomas Wilsonが主導しました。Wilson率いるチームは当初、この赤色矮星の周囲に3つの惑星を特定しました。それらは、1つの岩石世界に続いて2つのガス状の世界があるという、予想通りの順序に従っているように見えました。しかし、欧州宇宙機関（ESA）のCHEOPS（Characterising Exoplanet Satellite：系外惑星特性評価衛星）のデータをさらに調査したところ、隠れた4番目のメンバーが明らかになりました。LHS 1903 eと名付けられたこの最も外側の惑星は、科学者たちが何もないか、あるいは巨大氷惑星が存在すると予想していた場所に存在する小さな岩石世界です。
なぜLHS 1903の外側の惑星はガス状ではなく岩石質なのか？
LHS 1903の外側の惑星が岩石質なのは、内側の惑星が原始惑星系円盤内の利用可能な水素とヘリウムをすでに使い果たした後の「ガスが枯渇した環境」で形成された可能性が高いためです。筆頭著者のThomas Wilsonによれば、これは惑星が同時ではなく、一つずつ順番に形成されたことを示唆しています。4番目の惑星が合体し始めた頃には、系には厚い大気を構築するために必要なガスがなくなっており、岩石の核を形成するための固体材料だけが残されていました。
標準的な原始惑星系円盤理論では、惑星は塵とガスの巨大なリングから同時に形成されると仮定されています。塵の粒子が固まって微惑星を形成するにつれて、それらは最終的にコアへと成長します。ガスがまだ豊富なうちにコアが十分に大きく成長すれば、暴走的な集積プロセスが誘発され、ガス巨星となります。LHS 1903の場合、研究者たちは逐次的な形成シナリオを提案しています。この「インサイド・アウト」プロセスは、内側の惑星が「ガスに飢えて」おり、最も外側の惑星が成長の最終段階に達する前に、円盤から軽い元素を奪い取ったことを意味しています。
この知見は、ガスが早期に使い果たされた環境での惑星形成に関する、初めての具体的な証拠となります。「岩石惑星は通常、親星からこれほど遠く離れた場所では形成されません」と、Wilsonは学術誌Scienceに掲載された声明の中で述べています。LHS 1903 eの存在は、円盤の消散のタイミングが正しく合えば、系の冷たい外縁部でも小さな岩石世界が出現し得ることを証明しています。これは、恒星からの距離が惑星のガス質または岩石質という性質の主要な決定要因であると想定する「スノーライン」理論に異を唱えるものです。
この発見においてESAのCHEOPSはどのような役割を果たしたのか？
ESAのCHEOPS衛星は、最も外側の岩石惑星がLHS 1903の前を通過する際に生じるわずかな輝度の低下を検出するために必要な、高精度のトランジット測光データを提供しました。他の望遠鏡が内側の3つの惑星を特定していた一方で、CHEOPSによって天文学者は4番目の惑星の密度とサイズを極めて正確に算出することができました。これらの測定により、その惑星が低密度のガス状の世界ではなく、高密度の岩石体であることが確認され、この系の「インサイド・アウト」な性質が明らかになりました。
CHEOPSミッションは、既知の系外惑星のサイズをかつてない詳細さで測定することにより、その特性を評価することを目的として特別に設計されています。LHS 1903の光度曲線を観測することで、この衛星は国際チームが、最も外側の世界に厚い水素・ヘリウムの包層が存在する可能性を排除することを可能にしました。このレベルの精度は、NASAのTESSのような他のサーベイによる低解像度データではしばしば似て見える「スーパー・アース」（岩石質）と「ミニ・ネプチューン」（ガス質）を区別するために不可欠です。
CHEOPSの使用は、現代の天文学における標的を絞ったフォローアップ観測の重要性を浮き彫りにしています。欧州宇宙機関の惑星円盤研究者であるIsabel Rebollidoが説明するように、惑星がどのように形成されるかについての私たちの理論は、歴史的に太陽系による偏りを受けてきました。「ますます多様な系外惑星系が見つかるにつれて、私たちはこれらの理論を再考し始めています」とRebollidoは述べました。CHEOPSからのデータは、研究者たちに同時形成モデルを超えて、より複雑で時間差のある進化経路を検討することを強いた「決定的な証拠」となりました。
将来の天文学と惑星進化への影響
LHS 1903系の発見は、惑星形成の教科書を大幅に改訂する必要性を生じさせています。もしガスが枯渇した環境で惑星が逐次的に形成され得るのであれば、天の川銀河における惑星構造の多様性は、これまで想像されていたよりもはるかに大きい可能性があります。これは、銀河系で最も一般的な種類の恒星であり、ハビタブルゾーンの探索において頻繁な標的となるM型矮星系についての私たちの理解に、重大な影響を及ぼします。
今後の研究は、この「インサイド・アウト」の並びが稀な異常事態なのか、それとも赤色矮星の進化における一般的な副産物なのかに焦点を当てることになるでしょう。LHS 1903のような赤色矮星は太陽よりも低温で小さいため、その原始惑星系円盤の挙動が異なり、Wilsonのチームが説明したようなガスの枯渇シナリオを可能にする可能性があります。天文学者たちは現在、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）を使用してLHS 1903 eの大気（あるいはその欠如）を分析し、形成時代からの微量ガスが残っているかどうかを確認しようとしています。
1990年代以降に発見された6,000個以上の系外惑星のカタログ作成を続ける中で、LHS 1903のような惑星系は、宇宙が私たちの身近で観察される特定の規則に縛られているわけではないことを思い出させてくれます。「内側が岩石、外側がガス」から、より流動的な軌道構造の理解へと移行することは、科学者が地球のような世界がどこに隠れているかをより良く予測するのに役立つでしょう。太陽系外の生命の探求は、私たちの当初の予想を覆すような、これら「奇妙な」惑星系の正確なモデル化にかかっています。
宇宙天気アップデート：オーロラ視認性に関する注記
これらの深宇宙の発見に加えて、地球上の観測者たちは今週、独自の天体ショーを体験できるかもしれません。LHS 1903の発表に続き、宇宙天気予報はKp指数5の中程度（G1）の地磁気嵐を示しています。この活動により、いくつかの北部地域でオーロラ（北極光）が見られると予想されています。主な観測詳細は以下の通りです。
- 視認可能な緯度： 北緯56.3度
- 主要な観測地域： フェアバンクス（アラスカ）、レイキャビク（アイスランド）、トロムソ（ノルウェー）、ストックホルム（スウェーデン）、ヘルシンキ（フィンランド）
- 観測のヒント： 最高の体験をするためには、現地時間の午後10時から午前2時の間に、街の明かりから離れた暗い場所を見つけ、北の地平線に目を向けてください。
Comments
No comments yet. Be the first!