新たに発見された太陽系外惑星は、表面温度が驚くほど温暖であると推定されており、私たちのすぐ近くの天体の中でも、突如として最も興味深い天体の一つとなっています。この金星サイズの岩石惑星は赤色矮星の横を通過するため、天文学者にとって、このような惑星が大気を保持し、生命を育む可能性を研究する稀有な機会となっています。
グリーゼ12 bは、大きさは金星に匹敵するが地球よりわずかに小さく、冷たい赤色矮星である主星グリーゼ12の周りを、地球と太陽との距離のわずか7%で公転している。この不気味なほど近い距離にあるため、1年はわずか12.8日で、この惑星が主星から受け取るエネルギーは地球が太陽から受け取るエネルギーの1.6倍に過ぎない。それにもかかわらず、グリーゼ12 bの表面温度は推定107度F（42度C）を維持しており、温帯世界であり、今日発見された太陽系外惑星の中でも比較的低温の惑星の1つであると、王立天文学会月報に本日発表された新しい研究が述べている。ちなみに、地球の平均表面温度は59度F（15度C）だが、人為的な気候変動により上昇している。
天文学者にとって次の大きなステップは、地球から40光年離れたギレス12 bに大気が存在するかどうか、もし存在するならどのような種類の大気なのか、そしてこの惑星の表面に安定した液体の水（私たちが知る生命の必須条件）を存在させることができるかどうかを解明することです。「ギレス12 bは、冷たい恒星を周回する地球サイズの惑星が大気を保持できるかどうかを研究するのに最適なターゲットの一つです。これは、銀河系全体の惑星における居住可能性に関する理解を深めるための重要なステップです」と、オーストラリアの南クイーンズランド大学天体物理学センターの博士課程学生、シシル・ドラキア氏は電子メールでの声明で説明しました。
主星グリーゼ12は太陽の約27%の大きさで、表面温度は主星の約60%です。磁気活動と頻繁で強力なX線フレアで知られる多くの赤色矮星とは異なり、グリーゼ12はそのような極端な活動の兆候を示しておらず、天文学者によると、グリーゼ12 bの大気がまだ無傷である可能性への期待が高まっています。
太陽系外惑星の大気（存在するかどうかは定かではない）は、今後の研究の主要な焦点となるでしょう。特に、ジェイムズ・ウェッブ望遠鏡は、その高度な赤外線観測能力によって惑星大気の化学組成を分析するのに最適です。グリーゼ12 bはトランジット系外惑星であり、地球から見ると主星の前を頻繁に通過するため、トランジット分光法による詳細な観測が可能です。この方法により、天文学者は惑星の大気を通過した光を研究し、様々なガスの存在や生命居住可能性の指標となる可能性のあるものを明らかにすることができます。
「大気の有無はまだ分かっていませんが、太陽系の隣の惑星と同程度の大きさと恒星から受け取るエネルギーを持つ、太陽系外金星のようなものだと考えています」と、東京にあるアストロバイオロジーセンターの特任助教、葛原正之氏は述べています。さらに、「私たちは、これまでに発見された中で、地球に最も近い、トランジットする、温帯の、地球サイズの惑星を発見したのです」と付け加えました。
金星の位置と特徴は、地球と金星が類似点を持ちながらも、なぜ大きく異なる大気を持つのかを解明する手がかりとなる可能性がある。ドーラキア氏は次のように説明する。「大気は熱を閉じ込め、その種類によっては、実際の地表温度を大きく変化させる可能性があります。」
研究の中で、研究者たちは太陽系外惑星の「平衡温度」、つまり大気がない場合の温度に言及しています。グリーゼ12 bに関する主要な科学的関心は、どのような大気を持つのかを理解することです。理想的には、地球のような大気を持つはずであり、表面温度が華氏860度（摂氏450度）を超える金星に見られるような、濃く有毒な硫酸の雲ではないはずです。ドホラキア氏によると、グリーゼ12 bは地球や金星と同程度の光量を得るため、研究することで太陽系におけるこれら2つの惑星の違いをより深く理解できる可能性があるとのことです。
研究者らは、NASAのトランジット系外惑星探索衛星（TESS）と欧州宇宙機関のCHEOPS（系外惑星特性衛星）を用いて、グリーゼ12 bの平衡温度を推定した。TESSは当初、惑星のトランジット（主星の前を通過する際に恒星の光が周期的に減少する現象）を観測することでこの惑星を検出した。その後、CHEOPSによるより正確な測定が行われ、惑星の公転周期と半径の精度向上に役立った。TESSとCHEOPSのデータを組み合わせることで、研究者らは惑星が受ける恒星光の量と恒星からの距離を評価し、平衡温度を算出することができた。このプロジェクトは、南クイーンズランド大学、エディンバラ大学、東京大学宇宙生物学センターのチームによる共同研究であった。
この発見の重要性は太陽系外にも及びます。天の川銀河のほとんどの恒星（低温の赤色矮星）が、大気を持つ温帯の惑星を宿し、生命が存在する可能性を示す可能性を示す手がかりとなるかもしれません。2013年の研究では、私たちの銀河系内の赤色矮星の周囲には、最大45億個の生命存在可能な惑星が周回している可能性が示唆されていましたが、これを裏付ける証拠はほとんど、あるいは全く存在しませんでした。
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グリーゼ12 bの発見は、天文学者が生命居住可能な惑星の探索において進めている進歩を浮き彫りにするものです。地球に最も近い4光年離れた太陽系外惑星プロキシマ・ケンタウリbは、トランジットを起こさない性質のため、いまだ理解が進んでいません。一方、グリーゼ12 bのトランジット挙動は、大気研究にとってより明確な道筋を提供します。この利点により、科学者たちはグリーゼ12 bの潜在的な居住可能性について、より深い洞察を得ることができると期待されます。
研究が進むにつれて、グリーゼ12 bは太陽系外での生命に必要な条件を理解する上で極めて重要な役割を果たす可能性があります。
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