ウェッブ望遠鏡が恒常的な日の出と日没を持つ特異な惑星WASP-39 bを探査

TokyoNASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用する科学者たちは、WASP-39 bという巨大な惑星に関する重要な予測を確認しました。この惑星は、木星の1.3倍の幅を持ち、質量は土星に似ています。約700光年離れた星を周回しており、星に常に一側を向けているため、もう一方の側は常に暗いままです。

天文学者たちは、ウェッブ望遠鏡の近赤外線分光計（NIRSpec）を使用して、惑星の朝側と夕側の間に大きな温度差があることを発見しました。温度は以下の通りです。

• 朝側では摂氏600度、華氏1,150度の高温です。
• 夕側では摂氏800度、華氏1,450度に達します。

夕方の側は約300度華氏も温度が高いです。研究者たちは、朝方の側にはおそらく雲が多いことも観察しました。

天文学者たちは、エキソプラネットWASP-39 bを2から5ミクロンの波長の透過スペクトルを用いて調査しました。彼らは、この惑星の昼と夜の境界部分を観察しました。惑星が星の前にいる際にその大気を通過する星の光と、星の隣を通る星の光を比較することで、この惑星の温度や大気の構成、その他の特性に関する情報を収集しました。

「WASP-39 bは、ウェッブ望遠鏡を用いた系外惑星の大気研究において重要です」と、宇宙望遠鏡科学研究所のネストール・エスピノサ氏は述べています。この惑星は厚い大気を持ち、それによって星の光の信号が強くなるのです。

ウェッブの先行研究では、WASP-39bの大気中に二酸化炭素、二酸化硫黄、水蒸気、ナトリウムが見つかりました。そのデータは、昼と夜の境界における条件の混在を示していました。現在、科学者たちはこの境界を<強調>2つの部分</強調>に分割し、朝と夕方のそれぞれを詳細に分析しています。

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今日 · 19:11

肥満が地域に及ぼす影響の違いを解明

予想以上に夕方の側は暑いです。「ウェッブの近赤外線を感知する能力と安定したセンサーのおかげで、このわずかな温度差に気づくことができました」とエスピノーザは説明しました。「機器が少しでも動いたら、これを確認するのは難しかったでしょう。でもウェッブの精密さがそれを可能にしました。」

研究者たちは、惑星の大気と雲のパターンを理解するためにデータを解析しました。彼らは、ガスの動きが温度差の主な原因であることを発見しました。この惑星では、熱いガスが赤道に沿って強い風を通じて昼側から夜側に移動します。これらの風が朝を涼しくし、夕方を暖かくします。

科学者たちは、WASP-39 bという惑星の風を調べるために、地球の天気モデルに似た複雑なモデルを使用しました。その調査で、風が夜の側から朝の側へ、次に夕方へ、そして再び夜に戻ることがわかりました。このパターンにより、朝の側は涼しく、夕方の側は熱くなり、大きな温度差が生まれます。また、WASP-39 bの風速は時速数千マイルに達することが示されています。

「この研究は、惑星の3Dビューを示しています」とエスピノザは述べました。「夕方の側面は熱く、少し大きくなっています。これによって、夜の側に近づくにつれてわずかにサイズが増加します。」

この研究の結果は「Nature」誌に掲載されました。研究チームは、ジャガーのような他のホットな惑星を研究するために、Webbサイクル2一般観測者プログラム3969を用いることを計画しています。この研究のデータは、2022年にWebbが本格的に運用を開始した際の初期成果公開プログラム1366のもとで集められました。この研究は、Webbの能力を示し、系外惑星の研究に新たな道を開いています。