この巨大惑星は恒星の死を生き延びた、JWSTがその仕組みを解明
注目画像： [白色矮星を周回する巨大惑星の想像図。明るい恒星の残骸を背景に、惑星は暗いシルエットとして現れている。クレジット：NASA/ESA/STScI]
主星の violent な死を何とか生き延びた巨大惑星が、ついにその秘密を明かした。7月1日に『ネイチャー』に掲載されたジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測により、この木星級の世界がどのように恒星の赤色巨星フェーズを耐え抜き、白色矮星の残骸の周りの驚くほど接近した軌道に至ったかが明らかになった。
惑星WD 1856 bは、りゅう座の約80光年先にある白色矮星WD 1856+534を周回している。2020年にTESSとスピッツァーによって初めて発見され、死んだ恒星を周回する初のトランジット惑星となった。しかし、どのようにしてそこに到達したのかは謎のままであった。
火の中で鍛えられた惑星
WD 1856を生み出した恒星はかつて太陽に似ており、質量は我々の恒星の約半分だった。数十億年前に核燃料を使い果たすと、赤色巨星に膨張し、内部の惑星を飲み込みながら外層を放出し、元の恒星の露出した冷却核である地球サイズの白色矮星に崩壊した。
WD 1856 bは、木星の4～11倍の質量を持つガス巨星で、何とか生存した。現在、この惑星はわずか0.02天文単位（約300万キロメートル）の距離で白色矮星を周回し、34時間ごとに軌道を完了している。その距離では、惑星はそこで生まれたものではほぼ間違いなく、これほど近い惑星は恒星が膨張した際に破壊されていたはずである。
二つの競合する理論が浮上した。惑星が赤色巨星に飲み込まれ、恒星のエンベロープ内部で生き延びた（共通エンベロープ進化）か、恒星が死んだずっと後に、他の天体との重力相互作用によって押し込まれ、内側に移動したかである。
JWSTが議論を決着
鍵となったのは惑星の温度だった。JWSTのNIRSpec装置は、トランジット分光法でWD 1856 bの大気を測定し、約7％の存在量のメタンと、エタンやヘイズ粒子の痕跡を検出した。これは白色矮星をトランジットする惑星で検出された初めての大気である。
さらに重要なことに、セント・アンドリュース大学のライアン・マクドナルド率いるチームは、惑星の内部温度を390～412ケルビン（約126度摂氏）と測定した。これは、白色矮星の放射だけでは説明できる約160ケルビンをはるかに上回る。
冷却曲線をモデル化することで、チームはこの惑星が白色矮星の寿命の30～55億年後に再加熱イベントを経験したと判断した。「これらの結果は、WD 1856 bが移動に関連した再加熱イベントを経験したことを示している」と著者らは記している。そのタイミングは、はるかに早い時期に発生していたであろう飲み込み生存を否定する。代わりに、この惑星はもともとはるか遠くを周回しており、星系内の2つの伴赤色矮星との重力相互作用によって内側に押し込まれ、徐々に現在の軌道に螺旋状に移動した。この移動による潮汐力が惑星の内部を加熱し、今日見られる高温を生み出した。
太陽系の未来への窓
WD 1856 bは、私たち自身の太陽系を待ち受けるかもしれない未来のプレビューを提供している。約50億年後、太陽は赤色巨星となり、水星、金星、そしておそらく地球を飲み込むだろう。しかし、5.2天文単位で周回する木星は生き残り、WD 1856 bがそうしたように、太陽が白色矮星になった後、内側に移動する可能性がある。
この発見はまた、居住可能性研究の新たなフロンティアを切り開く。白色矮星は数兆年にわたって残熱を放出し、生き残って内側に移動する惑星上の生命を潜在的に支える可能性がある。この大気検出により、天文学者たちはそのような世界の化学が観測可能になったことを実証した。
論文「白色矮星惑星の大気中のエアロゾルと炭化水素」は『ネイチャー』（DOI：10.1038/s41586-026-10514-7）に掲載されている。
雅子 訳