NASAのTESSミッション、重力マイクロレンズで惑星系を発見、新たな観測手法の実証
注目画像： 橙色矮星を周回するスーパージュピターの想像図；出典：NASA
NASAの系外惑星探査衛星TESSが、重力マイクロレンズ法を用いて初めて太陽系外惑星を発見した。この手法は、同ミッションのために設計されたものではなかった。発見された惑星は「Gaia23bra b」と命名され、質量が木星の1.6倍のスーパージュピターで、太陽の約80％の質量を持つ橙色矮星を、木星の公転軌道に相当する距離で周回している。地球から約4万光年彼方に位置し、TESSの通常の検出範囲である約150光年をはるかに超えている。
「TESSの打ち上げ時、この種の惑星を発見できるとは誰も予想していなかった」と、ニューメキシコ大学のダイアナ・ドラゴミール氏は述べている。
2026年7月1日にアストロフィジカル・ジャーナル・レターズで発表されたこの発見は、2023年にESAのガイア宇宙望遠鏡からの増光警報に端を発する。その後、TESSのアーカイブデータが、ガイアの粗い観測では捉えきれなかったマイクロレンズシグネチャを確認した。主著者でニューメキシコ大学の博士課程在籍者であるマロリー・ハリス氏が、2つのデータセットを結びつける解析を主導した。
重力マイクロレンズは、地球から見て2つの恒星が一直線に並ぶときに発生する。手前の恒星の重力が時空を歪め、背景の恒星の光を天然のレンズのように増幅させる。手前の恒星を惑星が周回している場合、その惑星は独自の微細な摂動を生み出し、短時間の光度変化を引き起こす。この変化から惑星の質量と軌道距離が明らかになる。規則的に繰り返されるトランジット法とは異なり、マイクロレンズは一度きりの現象である。
「おそらく、マイクロレンズ法で最初の地球型アナログ惑星を発見し、それが通り過ぎるのを見送ることになるでしょう。なぜなら二度と観測できないからです」とハリス氏は述べている。
この発見はTESSにとって新たな frontier を切り開くものだ。TESSミッションは、惑星が恒星の前を通過する際に生じる周期的な減光を観測するトランジット法を目的として設計された。マイクロレンズ法はこれを補完し、より大きな軌道距離を持つ惑星、私たちの太陽系の構造に似た惑星、を発見する。トランジット法が最も得意とする恒星近傍の惑星ではなく、銀河面全体を高速で広視野観測するTESSの能力は、放射線や超新星の少ない銀河領域でのマイクロレンズ現象の捕捉に適しており、密集した銀河中心よりも惑星のハビタビリティに有利な条件を提供する可能性がある。
この成果は、2026年8月30日の打ち上げが予定されているナンシー・グレース・ロマン宇宙望遠鏡の科学的可能性を予告するものだ。ロマン宇宙望遠鏡は銀河バルジの専用マイクロレンズサーベイを実施し、約1000個のマイクロレンズ惑星と約10万個のトランジット惑星を発見すると見込まれている。TESSによる今回の発見は、ロマンのデータがマイクロレンズシグネチャに富むことを示唆している。
ハリス氏と研究チームは、さらに多くのマイクロレンズ惑星が既にTESSデータに潜んでおり、アーカイブ検索と警報ネットワークの適切な連携を待っていると推測している。
雅子 訳