ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が最初の系外惑星を検出したという最近の発表により、私たちは系外惑星天文学の新たな時代に入りつつあります。ウェッブの約束は、系外惑星を発見するだけでなく、 ようになることであり、これは系外惑星科学における大きな前進となるだろう。
系外惑星は通常、直接観測するにはあまりにも遠く、小さすぎるため、研究は非常に困難です。ごくまれに、望遠鏡で 系外惑星を直接撮影できる ことがありますが、ほとんどの場合、研究者はその周りを周回する恒星を見て惑星の存在を推測する必要があります。星に対する影響に基づいて惑星を検出する方法はいくつかありますが、最も一般的に使用されている方法の 1 つはトランジット法です。この方法では、望遠鏡で星を観察し、惑星が星間を通過するときに発生する非常に小さな明るさの低下を探します。スターと私たち。これは 、ウェッブが LHS 475 b と名付けられた最初の系外惑星を検出するために使用した方法 です。
しかし、ウェッブの大きな目的は、系外惑星の大気を検出することだ。研究者らは、新たに検出された惑星の大気に関するデータを収集し、いくつかの可能性を排除することに成功したが、大気の正確な組成を決定することはまだできていない。というのは、系外惑星を検出するのは非常に難しいのですが、その大気を研究するのはさらに難しいからです。
ウェッブがこれを行う方法は、遷移分光法と呼ばれる方法を使用することです。トランジット法を使用して系外惑星を検出するのと同様に、その大気の研究も、惑星がその星の前を通過する (トランジットと呼ばれる) ことに依存します。惑星が恒星の前にあるとき、恒星から発せられる少量の光が惑星の大気を通過します。科学者がその光に焦点を当て、それをさまざまな波長に分割できれば、どの波長が欠けているかがわかり、どの波長が大気中の何かに吸収されたかを示すことができます。私たちはどの化学物質がどの波長を吸収するかを知っているので、この情報から大気の成分がわかるようになります。
ただし、遮断される光の割合が星の明るさの約 0.1% と非常に低いため、透過スペクトルから情報をつなぎ合わせようとするのは複雑です。そして、これは 41 光年離れたところにある星だということを覚えておいてください。以下に示す、 最近検出された惑星の透過スペクトル を見ると、白いデータ ポイントが確認できます。
色付きの線は大気がどのようなものであるかを示すモデルの可能性があり、研究者は最もよく適合する線を探します。この場合、緑色で示されたメタン大気は明らかに正しくないことがわかります。したがって、研究者はこの惑星にメタン大気がないことがわかるのです。しかし、大気がない（黄色で示され、特徴のないものとしてラベル付けされている）か、二酸化炭素大気が存在する可能性があります。決定的に言えるほどの十分なデータはありませんが、研究者らは今年後半にウェッブ氏とともにさらなる観察を行う予定で、より多くのデータが得られるはずです。
この系外惑星の大気についてはまだ確かなことはできませんが、今回の研究は、ウェッブ氏が近いうちに系外惑星の大気をどのように分析できるようになるかを示しています。ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所の主任研究員ジェイコブ・ラスティグ・イェーガー氏は 声明 で、「私たちは小さくて岩だらけの系外惑星の研究の最前線にいる」と述べた。 「彼らの雰囲気がどのようなものか、私たちはまだ表面をなぞり始めたばかりです。」