Super-Earth Exoplanet TOI-561 b (Artist’s Concept)
Super-Earth Exoplanet TOI-561 b (Artist’s Concept)
このアーティストのコンセプトは、系外惑星TOI-561 bの広大なマグマの海の上の厚い大気がどのようなものかを示している。NASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が惑星の昼間から捉えた光の測定によれば、TOI-561 bは恒星からの強い放射を受けているにもかかわらず、単なる裸の岩ではないことが示唆されている。
TOI-561 bは、地球から約280光年離れた六分座に位置する100億年前のG型恒星TOI-561を周回する4つの惑星のうち最も内側の惑星である。超短周期(USP)惑星に分類されるTOI-561 bは、恒星からわずか0.01天文単位(地球と太陽の距離の1%、約100万マイル)の周回を公転し、1周を11時間未満で完了する。
星は太陽よりやや小さく冷たいが、この惑星は非常に近くを公転しているために、昼間の表面温度は一般的な岩石の融点をはるかに超えていなければならない。－－－恒星にこれほど近い軌道を回る惑星は潮汐固定されていると考えられており、恒星に向かう恒常的なデイサイドと永遠の暗闇のナイトサイドを持っている－－－。水、酸素、二酸化炭素などの揮発性物質が豊かな厚い大気は、惑星の周囲に熱を分散させ、昼夜だけでなく昼も溶けた状態にする。
この図は分光データやその他の間接観測に基づいている。なお、ウェッブはTOI-561 b自体のイメージを一切撮っていない。
Super-Earth Exoplanet TOI-561 b (NIRSpec Emission Spectrum)
2024年5月にNASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のNIRSpec(近赤外分光器)によって捕らえられた発光スペクトルは、超高温の超地球系外惑星TOI-561 bからの3〜5ミクロンの異なる波長の光の明るさを示している。理論モデルとの比較によると、この惑星は裸の岩ではなく、揮発性に富んだ大気に囲まれていることが示唆されている。
データ(白い円)は、惑星が恒星の背後に移動する二次食の前後に星-惑星系の明るさ変化を測定した結果に基づいている。TOI-561 bは単独では星に近すぎて見えないが、惑星からの光の量は、惑星が恒星の後ろにいるときに測定した恒星の明るさを、惑星と恒星の明るさを合わせた(惑星が恒星の隣にいる時の測定)を差し引くことで計算できる。TOI-561 bは潮汐固定と考えられており、この観測で測定された惑星光の大部分は昼間から来ていることを意味している。
比較のために3つのモデルスペクトルを示す。TOI-561 bが大気のない暗い裸岩の表面(滑らかな灰色の線)や、薄い岩石蒸気大気(ギザギザの紫色の線)を持つ場合、惑星の昼間は実際よりもかなり明るく見えるはずである。むしろ、データは、水、酸素、二酸化炭素などの揮発性物質が豊富な大気とより整合性が高いと示唆されている。(ここに示されているモデルは、大気が100%水蒸気であると仮定している。)
厚く揮発性物質に富んだ大気は、表面から放出される近赤外線光の一部を吸収し望遠鏡に届く光の量を減少させる。これは、大気がなかったり、非常に薄い層や気化した岩石がなければ、この惑星を暗く見せる。厚い大気は風を通じて球の周囲に熱を分散させ、昼の側を冷やし夜側を暖める。
ウェッブはTOI-561システムを37時間以上連続して観測し、ほぼ4回の完全な軌道を回り、4回連続の二次食を含む様子を捉えた。
Dec 12, 2025
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