天文学者らは、恒星のハビタブルゾーン内を公転する岩石系系外惑星で、大気を初めて直接検出した。この発見は、太陽系外で生命を維持できる可能性のある世界の探査における大きな節目となる。
LHS 1140 bは、地球から48光年離れており、太陽の約3分の1の大きさの赤色矮星を公転している。2017年にジェイソン・ディットマン氏のチームが発見したこの惑星は、鉄の核を持つ岩石質で、表面に液体の水が存在できる温度領域、いわゆる「ゴルディロックスゾーン」に位置している。
今回、ハーバード大学のコリン・ケルビム氏率いるチームが、LHS 1140 bが恒星の前を通過する際の分子のスペクトルシグネチャーを分析し、惑星の大気を検出した。チリのマゼラン天文台にあるWINERED分光器を使用し、明確なヘリウムシグナルを特定した。これは岩石系系外惑星としては初の直接的な大気検出となる。
「私たちは大気そのものに存在するヘリウムを直接検出しました。岩石系系外惑星としては初めての直接検出であり、本当にエキサイティングです」とケルビム氏は述べた。「さらに、それがハビタブルゾーンにあるというボーナスがあり、アストロバイオロジー、居住可能性、生命の探査にとって非常にエキサイティングです」
この発見は複数の理由で重要である。赤色矮星は激しいフレア活動と放射線で知られ、時間とともに惑星の大気を剥ぎ取る可能性がある。LHS 1140 bが何十億年もの間、大気を保持できる能力（恒星の年齢は約60億年）は、そのような恒星の周りの岩石惑星が確かにガス状のエンベロープを保持できることを示唆しており、ハビタブル系外惑星の広範な探査にとって有望な兆候である。
チームはこの惑星が「おそらく大量の水も持っている」と推測しており、岩石質の組成、適切な温度、確認された大気の組み合わせにより、地球外生命の探査における今後の研究の最も有望なターゲットの一つとなっている。しかしケルビム氏は「この惑星に生命が存在すると主張しているわけではない」と警告した。
研究者らは、今後の観測で水蒸気など大気中の他のガスも特定したいと考えている。また、通常は巨大ガス惑星に限定されていた検出技術が、岩石惑星にも初めて成功裏に適用され、さらに多くの類似した世界の特性評価への道を開いたと指摘している。
「この惑星は約10年前に発見され、今ようやく『そうか、あれは大気だ』と言えるようになったのです」と研究の共著者であるディットマン氏は述べた。「私たちはゆっくりとギャップを狭め、チェックボックスを確認しています。岩石質の惑星、適切な温度の惑星を見つけ、そして今、ついに大気を持つ惑星を見つけたのです」
この発見は学術誌 Science に掲載された。
雅子 訳