NASA/ESA/CSAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用している天文学者らは、ペガスス座にある3,000万年前の恒星HR 8799を周回する3つのガス巨大系外惑星の大気中に硫化水素ガスを初めて確認した。彼らは、硫黄が惑星誕生円盤の固体物質から生じたに違いないことを発見した。

惑星系 HR 8799 は、その進化の初期段階でアーティストによって提示され、ガスと塵の円盤である惑星 HR 8799c、および内惑星が示されています (ダンラップ天文学・天体物理学研究所/メディアファーマ)

HR 8799 は、私たちから約 129 光年離れたペガスス座に位置しています。

この星には巨大な破片円盤と 4 つの超木星 (HR 8799b、c、d、e) があります。

最小の惑星は木星の 5 倍、最大の惑星は 10 倍の重さです。

惑星はその星から非常に遠くにあり、最も近い惑星は太陽から地球よりも 15 倍離れています。

データの分析から推測されるほとんどの系外惑星の発見とは異なり、これらの世界は地上の望遠鏡を通して直接見ることができます。

カリフォルニア大学サンディエゴ校の天文学者、ジャン・バティスト・ルフィオ博士は、「HR 8799は、これまでのところ、4つの巨大ガス惑星を含む唯一の画像化された星系であるため、いくぶんユニークであるが、さらに大きな伴星を1つまたは2つ持ち、その形成が不明であることが知られている星系は他にもある」と述べた。

ウェッブの前例のない感度を使用して、ルフィオ博士と彼の同僚は、HR 8799 を周回する 3 つの惑星、HR 8799c、d、および e の化学組成を詳細に測定しました。

惑星は恒星よりも約 10,000 倍暗いため、Web データから弱い信号を抽出するために、研究者たちは新しいデータ分析技術を開発しました。

カリフォルニア大学ロサンゼルス校とカリフォルニア工科大学の博士研究員であるジェリー・フアン博士は、「これらの惑星の炭素と酸素は、過去に地球からの観測で研究されてきたが、固体にとっては良い信号ではない。なぜなら、それらは円盤内の氷、固体、またはガスのいずれかから来る可能性があるからである」と述べた。

「しかし、硫黄は独特です。なぜなら、これらの惑星が恒星から離れたところにあると、硫黄は固体の形で存在するはずだからです。」

「これらの惑星が硫黄をガスの形で貯蔵できるわけがない。」

硫化水素の発見は、惑星が生まれた星の周りの円盤にすでに存在していた物質から硫黄が固体として収集または堆積されたことを意味します。

これらの固体は惑星の形成時に飲み込まれ、若い惑星の核と大気は非常に高温だったため、固体は蒸発して現在存在する硫黄ガスとなった。

硫黄と水素の比率、および炭素と酸素と水素の比率は、星で見られるものよりもはるかに大きい。したがって、惑星の組成は恒星の組成とはかなり異なるはずです。

重元素が均一に濃縮されるという同じ興味深いパターンが、木星と土星にも見られます。

「木星の炭素、酸素、硫黄、窒素の均一な濃縮を説明するのは簡単ではないが、私たちが木星を別の星系で観察しているという事実は、惑星の形成に普遍的な何かが起こっていることを示唆している。すべての木星がほぼ同じ割合で重元素を蓄積するのは極めて自然なことだ」とフアン博士は語った。

著者らによれば、この発見は地球に似た系外惑星の探索に役立つだろうという。

「ここで適用された技術は、研究者が恒星から惑星を視覚的かつスペクトル的に分離できるもので、地球から遠く離れた系外惑星を鮮明に詳細に研究するのに役立つだろう」とフアン博士は語った。

「この方法はまだ巨大ガス惑星の研究に限定されていますが、最終的には望遠鏡が大型化し、機器が改良されるにつれて、科学者はこの種の技術を地球に似た惑星の研究に応用できるようになるでしょう。」

「地球類似物を見つけることは系外惑星発見の聖杯ですが、それを達成するにはおそらく数十年かかります。」

「しかし、おそらく20～30年以内に、地球に似た惑星の最初のスペクトルが得られ、その大気中に酸素やオゾンなどの生体特徴が発見されるでしょう。」

この研究結果は、2026 年 2 月 9 日付けの雑誌に掲載されました。 自然天文学。

_____

JB.悪党 その他。木星などのいくつかの巨大な系外惑星からなる系における均一な金属濃縮。 ネットアストロン2026 年 2 月 9 日にオンラインで公開。 DOI: 10.1038/s41550-026-02783-z