ふわふわの巨大惑星WASP-17b、大気の「宝石」は熱でふくらんだ場所

英国のブリストル大学と米国のコーネル大学は2026年10月14日、共同研究の成果を発表した。約1,300光年先の巨大惑星「WASP-17b」の大気のふぞろいな輪郭を、初めてとらえたという。NASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のデータを、新しい手法で分析した。論文は同日、学術誌「Nature Astronomy」に載った。

どんな惑星で、何が分かったのか

WASP-17bは、さそり座の方向にあるガスの巨大惑星だ。論文によると、半径は木星の約1.9倍あるのに、重さは木星の約半分しかない。NASAは、知られている中で最も大きく、ふくらんだ系外惑星の一つとしている。たとえるなら、綿あめのようにふわふわの惑星だ。

約3.7日で星を一周し、いつも同じ面を星に向けている。昼の側はずっと昼、夜の側はずっと夜になる。

研究チームは、2023年3月にウェッブ望遠鏡の3つの観測装置で得たデータを使った。その結果、大気はほぼ円いが、片側が外へ張り出した少しゆがんだ形だと分かった。張り出していたのは赤道の「夕方側」だ。昼の側で温められたガスが、強い風で夜の側へ運ばれる場所にあたる。反対の「朝側」には、夜の側で冷えたガスが戻ってくる。

温度は朝側が858K、夕方側が1,522Kと推定された。K(ケルビン)は温度の単位で、摂氏ではそれぞれ約585度と約1,249度になる。朝側と夕方側で、およそ650度の差がある。研究チームによると、この差は理論の予測とよく合っていた。水と二酸化炭素の量は、大気の縁のどこでもほぼ同じだった。

かんたんに言うと、指輪の「宝石」の場所が分かった

惑星が星の前を横切るとき、星の光の一部は惑星の縁の大気を通り抜けてくる。光に残る跡から、大気の成分や温度が分かる。これまでは縁全体を平均し、大気をきれいな円とみなしていた。

今回の「トランスミッション・ストリングス」という手法は、縁の角度ごとに大気の厚みを求める。ブリストル大学のデビッド・グラント氏とハンナ・ウェイクフォード氏が考えた。筆頭著者のリリ・アルダーソン氏(コーネル大学)は「輪から、輪のどこに宝石があるのかを知るところまで来た」とたとえた。この「宝石」は、熱でふくらんだ夕方側の大気のことで、鉱物ではない。

なお、WASP-17bの雲に石英(水晶の成分)のごく小さな結晶がある証拠は、2023年にNASAが発表している。

まだ分からないこと

角度ごとに分けると、波長の区切りは粗くなり、誤差も大きくなる。朝側の温度は、特に推定の幅が広い。雲やもやは、場所による違いをとらえられなかった。論文は、場所ごとに雲の成分が違う可能性を挙げている。

日本との関わりは

論文の著者21人の所属は、米国・英国・カナダ・インドの大学や研究機関で、日本の機関は含まれていない。論文は誰でも無料で読める(英語)。

まとめ

研究チームは、この手法で多くの惑星の大気を描けるとみている。ブリストル大学は、よその惑星の天気の模様を描く第一歩だとしている。惑星に近い天体の雲は、褐色矮星の大気を調べた記事でも紹介した。