見つけた！ 天文学者ら、10年にわたるかくれんぼの末、地球から撮影された史上最も暗い系外惑星を発見
注目画像: ESO/SPHEREが捉えたベータ・ピクトリス星系の合成画像。デブリ円盤と3つの系外惑星を示す。クレジット: ESO/SPHERE共同研究
天文学者たちはついに10年にわたる宇宙のかくれんぼに勝利し、望遠鏡のアーカイブデータの中に11年間も隠れていた、地球から直接撮影された史上最も暗い系外惑星を発見した。
Beta Pictoris dと名付けられたこの惑星は、約63光年離れた若い恒星ベータ・ピクトリスの周りを公転している。質量は木星のわずか2.4倍で、有名な姉妹惑星ベータ・ピクトリスbより100倍暗く、地上望遠鏡から直接撮影された史上最も暗い系外惑星の記録を更新した。2つの独立した研究チームが、チリにあるヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡(VLT)とNASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を用いてこの発見を確認し、両方の論文が7月15日にThe Astrophysical Journal Lettersに同時掲載された。
偶然の発見
この検出はほぼ偶然だった。エディンバラ大学の博士研究員ベン・サトリーエフは、2025年12月にVLTのERIS装置を使ってベータ・ピクトリスbの大気を研究中、中間赤外線画像の中に小さな余分な斑点があることに気づいた。彼は最初それをノイズだと思った。
「ベータ・ピクトリスに岩石惑星があってもまったく驚かないでしょう」とサトリーエフは記者団に語った。「ELTやジャイアント・マゼラン望遠鏡を使えば、それらも検出できるようになるかもしれません！」
ESOのマルクス・ボンセは機械学習技術を適用して画像をクリーンアップしたが、斑点は消えなかった。「そこに何か他にあるよ、見えた？」とボンセは同僚に尋ねたのを覚えている。その後、11年にわたる天文アーカイブの探偵捜査が始まった。
チームは、Beta Pictoris dが2014年までのVLT/SPHEREデータや、JWST/NIRCamの観測でも捉えられていたことを発見した。2014年のある時点では、この惑星はより大きな隣星のまぶしさにかろうじて見える程度だった。11年間の全ベースラインにわたる位置天文学的測定により、この天体が背景星ではなく、重力で束縛され軌道運動していることが確認された。
「惑星dは、どうやら10年以上にわたって私たちとかくれんぼをしていて、今ようやく”見つけた！”と言えるのです」とオックスフォード大学のジェイン・バークビーは語った。
巨大惑星の系
ベータ・ピクトリスは系外惑星ハンターの間ですでに有名である。この星系には、約10木星質量で22年周期・9.8天文単位の軌道を持つベータ・ピクトリスbと、同程度の質量で3.3年周期の密接軌道を持つベータ・ピクトリスcが存在する。今回、この星系に3つ目の直接撮影された惑星が加わった。
Beta Pictoris dは26天文単位（ほぼ太陽から海王星の距離）の軌道を91年の公転周期で周回している。約600ケルビンの比較的冷たいガス巨大惑星で、二酸化炭素、水、メタンに富んだ大気を持つ。重要なことに、その軌道は30〜50天文単位にあるベータ・ピクトリスの有名なデブリ円盤の内縁を説明しており、この星系が長年にわたって提示してきた謎を解決している。
カリフォルニア大学のエイダン・ギブスが率いる独立したチームは、JWSTのNIRSpecとMIRI装置を用いて同時にこの惑星を確認し、そのCO2に富んだ大気を独自に発見した。
3つの直接撮影された惑星を持つベータ・ピクトリスは、HR 8799に次いで直接撮影された2つ目の多惑星系となる。これらの星系は、同じ材料から形成されながらも異なる場所と質量を持つ複数の惑星を天文学者に研究させるため、科学の金鉱である。
「複数の直接撮影された系外惑星を持つ星系は発見の”聖杯”です」とサトリーエフは語った。「同じ形成環境で異なる系外惑星がどのようなものかを多く学ぶことができるからです。」
地上観測の勝利
確認された6,000以上の系外惑星のうち、直接撮影されたのは100未満である。地上望遠鏡から地球の turbulent な大気を通して行うことは、非常に困難である。この検出は、VLTのような地上観測所が、宇宙望遠鏡と競合して最も暗い系外惑星の検出を、はるかに低いコストで実現できることを示している。
「新しい惑星は、同じ星系の有名な惑星であるベータ・ピクトリスbよりも100倍暗く、地球から直接撮影された史上最も暗い系外惑星です」とボンセは語った。
まだアーカイブに眠る宝物
おそらく最もエキサイティングな示唆は、Beta Pictoris dが最初からアーカイブデータに隠れていたということだ。CEAパリ＝サクレーのヴァレンティナ・クリスティアンスは次のように述べた。「アーカイブのSPHEREデータでの検出は、それ自体非常にエキサイティングなだけでなく、VLT機器のアーカイブにはまだ多くの宝物が隠されていることを示唆しています！」
次世代の超大型望遠鏡（ELT、GMT）が今後数年で稼働を開始すれば、天文学者はさらに多くの隠れた世界が出現することを期待している。ミシガン大学のジョン・モニエが言うように、「基本的に、これはほんの前菜に過ぎません。ELTはこれらの天体をさらに膨大な数発見するだろうと考えています。」
エディンバラ大学のベス・ビラーも同様の見解を示した。「惑星には友達がいるようです。有名な直接撮影された系外惑星系の多くは、同じ星系に複数の巨大惑星を持ち、おそらくELTの機器で明らかになるかもしれない、さらに低質量の惑星がこれらの星系に隠れている可能性があります。」
サトリーエフ、ボンセ、そして90人以上の共著者による発見論文は、The Astrophysical Journal Letters（DOI: 10.3847/2041-8213/ae80a0, arXiv: 2606.23801）に掲載されている。
雅子 訳