ウェッブ宇宙望遠鏡は、地球とは全く異なる異星WASP-107bの存在を明らかにしました。WASP-107bは、地球から約211光年離れた恒星を周回する、海王星に似た巨大ガス惑星です。ウェッブ宇宙望遠鏡は、この惑星の大気中に水蒸気と二酸化硫黄、そして砂のようなケイ酸塩雲を検出しました。
この惑星の大気は薄く、天文学者チームは望遠鏡の中間赤外線観測装置（MIRI）を用いて、この惑星の深部を観測することができました。研究チームの研究成果は本日、ネイチャー誌に掲載されました。
「JWSTのMIRI観測装置によって、このふわふわとした太陽系外惑星に砂、水、そして二酸化硫黄の雲が発見されたことは、極めて重要な節目です」と、ルーヴェン・カトリック大学の天文学者で本研究の筆頭著者であるリーン・デシン氏は大学の発表で述べた。「これは惑星の形成と進化に関する私たちの理解を再構築し、私たちの太陽系に新たな光を当てるものです。」
科学者にとって幸運なことに、WASP-107bは海王星と同程度の質量を持つにもかかわらず、木星とほぼ同じ大きさです。この惑星は密度が低く「ふわふわ」とした構造をしているため（プレスリリースで説明されているように）、研究チームはウェッブ衛星を用いて、木星のような惑星では不可能なほど大気の深部を観測することができました（ただし、ウェッブ衛星は先月、木星の下部成層圏で高速ジェットを発見しています）。
ウェッブ望遠鏡は既知の太陽系外惑星の研究に加え、発見も行っています。1月に最初の惑星を発見したのです。太陽系外惑星の最初の画像は、科学的に既に知られているものではあるものの、その数ヶ月前に公開されました。WASP-107bの砂のような雲と同様に、ウェッブ望遠鏡は以前、地球から約40光年離れた太陽系外惑星VHS 1256bで砂のような雲を観測しました。そして2022年には、この宇宙望遠鏡は地球から700光年離れた高温の土星の有害な大気を明らかにしました。さらに2ヶ月前には、地球上で生物が生成することが知られている分子であるジメチルスルフィドの微弱な信号をウェッブ望遠鏡が捉えました。
WASP-107bの主星は比較的低温で、高エネルギー光子をあまり放出しません。しかし、この惑星は空気に富んでいるため、主星が放出する光子はWASP-107bの大気の奥深くまで浸透し、研究チームが最近発見した二酸化硫黄を生成する反応を触媒します。
この惑星は温暖で、外層大気の温度は約932°F（500°C）に達します。これは、研究者たちに惑星の砂雲がどのように生成されるかの手がかりを与えています。「大気圏上空でこれらの砂雲が観測されているという事実は、砂粒がより深部にある非常に高温の層で蒸発し、その結果生じたケイ酸塩蒸気が効率的に上空に運ばれ、そこで再凝縮して再びケイ酸塩雲を形成することを意味しているに違いありません」と、アムステルダム大学の天文学者で本研究の共著者であるミヒール・ミン氏は、同発表で述べています。「これは地球の水蒸気と雲の循環と非常によく似ていますが、粒子が砂でできているという点が異なります。」
ウェッブ氏による近距離から遠距離まで幅広い太陽系外惑星の観測は、天文学者たちに宇宙に存在する惑星の多様性を教えるだけでなく、地球の基準で実際に居住可能な可能性のある惑星が極めて少ないことをも教えてくれています。2021年に発表された報告書で概説されているように、居住可能な惑星の発見は、今後10年間におけるアメリカの科学者の最重要課題です。
ウェッブ宇宙望遠鏡はまだ宇宙探査に比較的新しい衛星ですが、NASAはすでに後継機となるハビタブル・ワールド・オブザーバトリー（HAO）の計画を策定中です。これは、太陽系外に存在する希少な居住可能な惑星の発見に特化したミッションです。2040年代初頭には運用開始される可能性がありますが、それまではウェッブ宇宙望遠鏡が、異星の惑星の姿を私たちに教えてくれるでしょう。
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