大型カナリア望遠鏡を使用した国際的な天文学者グループが、超高温の木星型太陽系外惑星WASP-33bの大気中のアルミナを初めて発見しました。観測の結果は、太陽系外惑星の大気をより正確にモデル化し、それらの起源と進化についてさらに学ぶことを可能にするでしょう。この記事は、ジャーナルAstronomy&Astrophysicsに掲載されました。
ホットジュピターは、木星と同じサイズのガス状の太陽系外惑星ですが、それよりも公転周期が短くなっています。星に近いので、視線速度法やトランジット法で登録すると便利です。そのような太陽系外惑星は、異常な組成の大気と、潮汐の捕獲と星からの強力な放射フラックスによって引き起こされる大気プロセスの複雑なダイナミクスを持っています。平衡温度が2500ケルビン（超高温木星）を超えるこれらの物体のいくつかは、耐火物を含む金属酸化物の分子が大気中に存在するM型の赤い矮星に類似していると考えられています。酸化チタンや酸化バナジウムなど。そのような化合物の存在は、雲のない太陽系外惑星の大気の温度逆転につながる可能性があります。天文学者は以前、ホットジュピターWASP-19bとWASP-121bの大気中の酸化チタンの存在を確認することができましたが、そのようなオブジェクトの現在の大気モデルをより詳細にテストするには、新しいデータが必要です。
超高温木星WASP-33bは、アンドロメダ座の地球から378光年離れた場所にあるデルタシールド型変光星系にあります。わずか29時間で星を周回します。惑星の日中の外層の輝度温度は3398ケルビンと推定され、その質量は2.1木星質量であり、その半径は1.6木星半径です。惑星の軌道は、星の赤道面にほぼ垂直です。 2015年、ハッブル宇宙望遠鏡による観測により、この太陽系外惑星に成層圏が存在することが明らかになりました。
大型カナリア望遠鏡に設置されたOSIRIS分光器を使用している天文学者は、恒星円盤を通過する惑星の2つのイベントを観測し、広帯域透過スペクトルを取得しました。惑星が地球型観測者と星の円盤の間にあるとき、星の光の一部は大気を通過し、さまざまな化学元素によって吸収されます。これはスペクトルに反映され、大気の化学組成を理解することができます。次に、スペクトルを、星の脈動、さまざまな化学元素や化合物の存在、および地球の大気の影響を考慮したモデリングの結果と比較しました。
WASP-33bの大気透過スペクトルと、大気中にアルミナが存在しないことを考慮したシミュレーションとの比較。
その結果、研究者たちは、得られたデータは太陽系外惑星の大気中の酸化アルミニウムの存在によって最もよく説明され、WASP-33bの大気にはモデルが予測したよりもはるかに多くの酸化アルミニウムが含まれているという結論に達しました。同時に、他の化合物の存在についての有意な証拠は見つかりませんでしたが、チタンとバナジウムの酸化物の含有量の上限の推定値が得られました。天文学者は、太陽系外惑星の大気の組成と構造をより完全に特徴づけるために、地上望遠鏡とハッブル宇宙望遠鏡の両方で観測を続けることを計画しています。これにより、高温の大気の構造の理論モデルをテストできるようになります。木星。
先ほど、最も密度の高いスーパーアースがどこにあるか、太陽系外惑星の大気中で酸化チタンが最初に発見された方法、そして「モンスター」惑星を持つ赤色矮星が天文学者の期待に合わなかった理由について話しました。
