惑星と恒星が同規模の惑星系を発見

　自分と同じような大きさの恒星を周回する太陽系外惑星が発見された。このような組み合わせは珍しく、例えば太陽系では、最大の惑星である木星でも太陽の10分の1の直径にすぎない。今回の惑星は、アストロメトリ（位置天文）という新たな天体測定技術によって発見された。惑星を測定するために新開発された機器類の性能が、ついに発揮された結果となった。

　新たに発見されたのはVB10bという巨大ガス惑星で、赤色矮星を中心とした軌道を周回していることがわかった。この赤色矮星は比較的低温で、質量は太陽の半分にも満たない。VB10bと赤色矮星の大きさはどちらも木星程度だが、質量は赤色矮星の方がはるかに重いため、VB10bがその周囲を回る形となっていた。

　VB10bの存在は、アメリカのカリフォルニア州にあるパロマー天文台の観測機器を用いて確認された。今回の発見は、同天文台で12年にわたって続けられてきた研究の集大成と言える。

　同天文台の望遠鏡にはアストロメトリ専用の付属部品が取り付けてある。この技術自体は50年前に初めて試用されたもので、惑星の周回運動に起因する恒星のわずかな“位置のふらつき”を測定し、通常の観測が困難な惑星を発見するためのものである。しかしこの方法は長期間の観測と非常に正確な測定を必要とするため、系外惑星発見の実績はなかった。

　これまでの惑星観測では、恒星の視線速度（観測者の視線方向に沿った速度成分）が変化して光の波長が変わること、すなわち“ドップラー揺らぎ”を測定する手法が試されることが多かった。この手法では、地球に対して恒星が近づいたり遠ざかったりする恒星の“速度のふらつき”が測定対象となる。恒星に近い軌道を回る非常に巨大な惑星を発見することに関しては、この視線速度をはじめ従来の手法の方が優れているとされている。

「だが、今回の発見につながったアストロメトリの新手法は、恒星からもっと離れた惑星の発見にも適用できる。恒星と惑星の間の距離が広くなるほど、恒星のふらつきも大きくなる可能性があるからだ。この手法を使えば恒星の光が非常に弱いケースでも高い成果を得られるため、検出が難しかった種類の惑星が続々と見つかるきっかけになるかもしれない」と、研究の著者でカリフォルニアにあるNASAジェット推進研究所（JPL）のスチュアート・シャクラン氏は語る。

　とはいえ、この手法のそのような可能性が実証されているわけではない。

　VB10bはワシ座の方角の約20光年先に位置する惑星であり、その軌道中心の小さな恒星との距離は、太陽系でいえば太陽と水星の間の距離に相当する。これほど恒星の近くにあるのにVB10bが焼け焦げてしまわないのは、恒星が小型で非常に暗い星であるからである。その影響で温度の低いVB10bには、“冷たい木星”というニックネームが付けられた。

　このような“冷たい木星”が存在する惑星系は、岩石地殻を持つ内惑星（水星、金星など）とガスで構成される巨大な外惑星（木星、土星など）で形成される惑星系、すなわちわれわれの太陽系の縮小版のようなものではないかと考えられる。

「つまり、VB10bの近くには岩石地殻を持つ惑星が複数あると想定されるが、これについてはほかの望遠鏡で観測した検証結果を待たなければはっきりしない」と、前出のシャクラン氏は話す。

　JPLの惑星ハンターであるウェスリー・トラウブ氏は、この研究に関する次のような声明を発表している。「この発見によって、極めて軽い恒星を中心に惑星が周回することもあるという、非常に興味深い事実が示された。太陽とはまるで違った性質の恒星の周囲にも、惑星が形成される傾向があるようだ」。

　研究の詳細は、「Astrophysical Journal」誌の次号に掲載される。

Image courtesy NASA/JPL