この巨大な「目玉」は、50光年離れた宇宙に静かに浮かんで、親星を見守っています...

太陽系外惑星 LHS-1140b の表面は完全に氷で覆われているか、あるいは海があり、惑星全体が不気味な巨大な目玉のように見える (地球は同じスケールで右端にある)。（写真提供：ブノワ・グージョン/モントリオール大学）

2017年、この太陽系外惑星は太陽系外で生命が存在する可能性が最も高い惑星の一つとして特定されました。今は可能性が高くなりましたが、何かがおかしいです。

一見すると、太陽系外惑星 LHS-1140b は「目玉」のように見えます。惑星の表面は海で覆われていますが、その大部分は氷の下に隠れています。直径約4,000キロメートルの液体の海だけがあり、まるで目の虹彩のように長い間親星を見つめています。

「これまでに知られているすべての温帯太陽系外惑星の中で、LHS-1140bはおそらく太陽系外天体の表面に液体の水が存在するという間接的な証拠として最も有力な候補だ」とカナダのモントリオール大学の天体物理学者チャールズ・カデュー氏は語った。「これは、居住可能な可能性のある太陽系外惑星の探索において重要な節目となるだろう。」

LHS-1140bは数年前に発見されましたが、その半径は地球の約1.73倍、質量は地球の約5.6倍です。 LHS-1140b は地球より大きいですが、それでも地球型惑星と見なすことができます。また、この衛星は地球よりも主星であるLHS-1140に近く、わずか25日で周回します。

もしLHS-1140が私たちの太陽のような恒星であれば、この軌道は生命が存在するには近すぎるでしょう。幸いなことに、太陽とは異なり、この恒星は冷たく暗い赤色矮星であるため、恒星と太陽系外惑星の間の距離は、いわゆるハビタブルゾーン内にちょうど収まっています。これは、LHS-1140b の表面の水が完全に凍結することも、完全に蒸発することもないことを意味します。

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それでも、親星に非常に近いということは、太陽系外惑星が潮汐固定されている可能性が高いことを意味します。つまり、自転周期は公転周期と同期しており、常に同じ側で星を向いています。月は潮汐的に地球に固定されているため、地球からは月の裏側を見ることはできません。

居住可能領域内にあるということは、必ずしもその惑星が生命を維持するために必要な条件を備えていることを意味するわけではありません。 LHS-1140b の化学についてさらに詳しく知るには、その大気が存在するならばそれを研究する必要があります。カディウ氏とその同僚は、Joint World Wide Web Telescope (JWST) を使用してまさにそれを実行しました。

この恒星系は50光年未満しか離れていないため、太陽系外惑星が地球と恒星の境界線を横切ったときに恒星の光の変化に関する詳細な情報を収集することができます。この時点で、星の光の一部は惑星の大気圏を貫通し、そこで原子が特定の波長の光を吸収または増幅します。したがって、どの波長の光が影響を受けるかを観測できれば、大気中にどのような原子が存在するかを判断することができます。

このようにして、研究者たちは地球の大気の主成分である窒素の存在を予備的に確認することができた。 LHS-1140b が小型海王星のようなガス惑星であれば、その大気は水素に富んでいるはずだ。窒素の存在は、これが二次大気、つまり惑星の誕生と同時にではなく、その後に形成された大気であることを示唆している。

昨年発表された研究で、研究チームはLHS-1140bの質量と半径を組み合わせて密度を計算し、1立方センチメートルあたり5.9グラムという結果になった。この密度は純粋な岩石惑星としてはやや低く、観測されたサイズデータに基づくと、これはミニ海王星または海洋惑星であると推測するのがより適切です。ミニ海王星が除外された場合、残る可能性は、表面全体が海で覆われている太陽系外惑星だけである。

しかし、潮汐の作用を考えると、この地球規模の海はあなたが考えているほど地球規模ではないかもしれません。星から遠い側は凍るほど冷たく、星に面した小さな領域だけが溶けるほど温かいため、宇宙空間に浮かぶ不気味で不気味な「目玉」のように見えることがあります。

しかし、この地域の表面温度は20度に達する可能性があり、これは海洋生態系が繁栄するのに十分な温度です。

この惑星が実際は何なのかははっきりとは分からないが、地球外の生態系を発見できる最も有望な太陽系外惑星候補のようだ。したがって、将来的にはさらに多くの科学者がその（可能性のある）奇妙な「眼球」に直面することになるのは確実です。

「地球のような大気を持つ温帯惑星の発見はJWSTの限界に挑戦しているが、実現可能だ。必要なのは十分な観測時間だけだ」とモントリオール大学の物理学者ルネ・ドヨン氏は語った。

「窒素を豊富に含む大気の存在を確認するために、現在、より多くのデータが必要です。LHS 1140b に大気があるかどうかを確認するには、少なくとも 1 年間の観測が必要であり、二酸化炭素の存在を検出するには、おそらくさらに 2、3 年かかります。」

関連する論文はThe Astrophysical Journal Lettersに受理され、プレプリント版はプレプリントライブラリarXiv（査読なし）に掲載されています。

参考文献

[1]https://www.sciencealert.com/giant-eyeball-a-perfect-place-to-look-for-life-outside-the-solar-system

企画・制作

出典: Global Science (id: huanqiukexue)

ミシェル・スター

翻訳 |陳紫鵬