ハビタブルゾーンの惑星の大気から水蒸気を初検出

【2019年9月18日 NASA／ヨーロッパ宇宙機関】

しし座の方向約110光年の距離に位置する赤色矮星「K2-18」を公転する系外惑星「K2-18 b」は、2015年にNASAの系外惑星探査衛星「ケプラー」によって発見された。質量は地球の約8倍と、地球と海王星（地球の17倍）の中間で、これまでに数百個ほど見つかっている「スーパーアース」と呼ばれるタイプの系外惑星の一つである。

英・ユニバーシティ・カレッジ・ロンドンのAngelos Tsiarasさんたちの研究チームは、2016年と2017年にハッブル宇宙望遠鏡がこの惑星系を観測したデータを分析した。惑星の大気を通過してきた主星の光を調べると、惑星の大気に含まれている物質を特定することができる。

その結果から、K2-18 bの大気中に水蒸気が含まれていることが明らかになった。惑星の大気中に水蒸気が検出されたのは初めてではないが、主星からほどよい距離にあって惑星の表面に液体の水が存在しうる「ハビタブルゾーン」に位置する系外惑星はK2-18 bが初めてだ。

K2-18系の想像図。（右）系外惑星「K2-18 b」、（中央左）未確認の系外惑星、（左下）主星の「K2-18」（提供：ESA/Hubble, M. Kornmesser, CC BY 4.0）

ただし、実際に惑星の表面に液体の水が存在するかどうか、惑星の表面が岩石質であるかどうかはわかっていない。また、主星である赤色矮星のK2-18は非常に活動的なので、惑星は強烈な高エネルギーの放射にさらされている可能性がある。K2-18 bに水蒸気があるとしても、私たちが知っているような生命体にとっては非常に過酷な環境かもしれない。

K2-18 bの大気中からは、水素とヘリウムの存在も示唆されており、窒素やメタンといった他の分子も存在しているかもしれないという。現在運用中のNASAの系外惑星探査衛星「TESS」や、数年以内の打ち上げが予定されているジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡などにより、さらに多数のスーパーアースが発見され大気の分析が進むことが期待される。

「今後数十年間で多くのスーパーアースが発見されるでしょうから、今回の発見は、生命に適した環境が存在する可能性のある多くの惑星のうちの第1例目になるのかもしれません。これは、K2-18 bのようなスーパーアースが天の川銀河内で最もありふれた種類の惑星だからというだけでなく、赤色矮星という太陽よりも小さな星も、恒星のうちで最もありふれているからです」（ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン Ingo Waldmannさん）。

系外惑星「K2-18 b」と今回の研究成果の紹介動画（提供：NASA's Goddard Space Flight Center）}