ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の驚くべき能力の 1 つは、遠く離れた惑星の存在を検出するだけでなく、その大気を覗いてその構成要素を確認できることです。 以前の望遠鏡では、この種の分析に必要な強力な機器がなかったため、これを行うことは非常に困難でしたが、ウェッブを使用している科学者は最近、系外惑星の大気中にメタンをまれに検出したと発表しました。
科学者たちは、ウェブの NIRCam 装置を使用して惑星 WASP-80 b を研究しました。この装置はカメラとして最もよく知られていますが、入射光をさまざまな波長に分割できるスリットレス分光モードも備えています。 研究者は、ターゲットに吸収されたためにどの波長が欠落しているかを調べることで、その物体 (この場合は惑星大気) が何で構成されているかを知ることができます。
ただし、ウェッブ氏の高感度の機器を使用しても、系外惑星を検出するのは依然として困難です。 それは、惑星は星よりもはるかに小さくて暗いため、直接見ることがほとんど不可能だからです。 代わりに、研究者は、惑星が星の前を移動するときに生じる星の明るさの低下を測定するトランジット法のような技術を使用して、その周りを周回する星を観察することによってそれらを検出することがよくあります。
「トランジット法を使用して、惑星が私たちの視点からその星の前を移動し、私たちが見る星の光が少し暗くなったときのシステムを観察しました」と研究著者の一人であるアリゾナ州立大学のルイス・ウェルバンクスは説明した。 声明。 「誰かがランプの前を通ると照明が暗くなるのと似ています。 この間、惑星の昼と夜の境界の周りにある惑星の大気の細い輪が星によって照らされ、惑星の大気中の分子が光を吸収する特定の色の光では、大気はより厚く見え、より多くの星の光を遮断します。大気が透明に見える他の波長と比較して、より深い減光を引き起こします。 この方法は、私たちのような科学者が、どの色の光が遮断されているかを確認することで、地球の大気が何でできているかを理解するのに役立ちます。」
著者らがこの方法をWASP-80bで使用したところ、惑星の大気中に水とメタンの両方の証拠が見つかった。 木星や土星のような太陽系の惑星にも大気中にメタンが含まれていますが、この惑星ははるかに暖かく、華氏 1,000 度を超えています。 暖かい木星と呼ばれるこのタイプの惑星でメタンが見つかることは、科学者が惑星の大気について学ぶのに役立つ可能性があるため、また、太陽系の惑星大気ではよく見られるにもかかわらず、系外惑星の大気ではめったに検出されないため、興味深いものです。
それは地球外の生命の探索にも関連する可能性があります。 「メタンは、大気の組成や巨大惑星の化学反応を追跡する上で重要な気体であるだけでなく、酸素と組み合わさって生物学の兆候である可能性があるという仮説も立てられています」とウェルバンクス氏は述べた。 「JWSTとローマンに次ぐNASAの主力ミッションであるハビタブルワールド天文台の重要な目標の1つは、太陽のような星の周りの地球に似た惑星で酸素やメタンなどのガスを探すことです。」
研究は雑誌に掲載されます 自然。
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