NASAの退役したケプラー宇宙望遠鏡のデータを最近調査した研究チームによると、太陽系外惑星が大気を押しのけていることで、太陽系外惑星の質量の差が説明できるかもしれないという。
今週「天文学ジャーナル」に発表された研究結果によると、この活動は地球の1.5倍から2倍の質量を持つ太陽系外惑星が存在しない理由を説明できるかもしれないという。
「太陽系外惑星の科学者たちは、この差が単なる偶然ではないと断言できるだけの十分なデータを得ています」と、カリフォルニア工科大学/IPACの研究科学者で、今回の研究の筆頭著者であるジェシー・クリスチャンセン氏はNASAの発表で述べた。「惑星がこのサイズに到達したり、そのサイズを維持したりすることを阻害する何かが起こっているのです。」
太陽系外惑星にはいくつかの種類があり、その名前は私たちの太陽系における類似の形態に由来しています。私たちの惑星のように岩石でできたスーパーアースや、私たちの宇宙の近隣で最大の惑星のように高温のガス惑星であるホットジュピターなどがあります。しかし、スーパーアースと海王星より小さい質量を持つ惑星の間の質量範囲では、太陽系外惑星が奇妙なほど不足しています。現在、科学者たちは、この不足は、質量範囲の大きい側の惑星が大気を失いつつあるためだと考えています。
研究チームは、ケプラー計画の既存の探査機を用いて運用されたNASAのK2ミッションによって取得された6億年から8億年前の星団のデータを調査した。研究チームは15個の太陽系外惑星候補と、既に確認されている10個の太陽系外惑星を発見し、海王星に似た構造を持ちながらも半径が小さい、若く高温の亜海王星型惑星の出現率が高いことを発見した。
研究者たちは、これらの海王星より小さい恒星の核が質量損失を引き起こし、太陽系外惑星の質量の差を生み出している可能性があると結論付けました。核による質量損失は、高温の惑星核が放射線を放出し、惑星の大気を押しのけ、最終的に宇宙空間に放出することで発生します。
質量ギャップの原因としては、光蒸発よりもコアからの質量放出が有力視されています。これは、これらの銀河団には海王星より小さい恒星が多数存在していたためです。光蒸発は惑星が若い時期（NASAの発表によると、誕生から最初の1億年）に起こると考えられていますが、研究チームが最近研究した銀河団はそれよりも数億年古いものです。時間的に見ると、コアからの質量放出の方が原因である可能性が高いようです。
K2データに見られる惑星の大きさに基づき、研究チームは海王星近傍の惑星にはまだ大気が存在していたと考えています。他の銀河団における同様の太陽系外惑星のさらなる調査によって、研究チームの結論はさらに裏付けられる（あるいは複雑化する）でしょう。
ケプラーのミッションは2018年に終了したが、ハッブル宇宙望遠鏡やウェッブ望遠鏡など他の望遠鏡は、大気を構成するガスから空を覆う雲の種類まで、遠方の太陽系外惑星の詳細な情報をもたらしている。
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