夜の空から鉄の雨が降る。灼熱の太陽系外惑星が観測される（スイス研究）

　地球から640光年離れた魚座。そこには地獄のような光景が広がる惑星がある。

　「WASP-76b」というガス惑星は、”極端”という言葉がぴったりな太陽系外惑星だ。1年は地球のわずか1.8日しかなく、その短い1年も凄まじい。

　昼は2400度に達し、鉄すらも蒸発する灼熱地獄。夜は夜でとんでもなく、蒸発した鉄が液体に凝縮し、雨となって降り注ぐというのだ。

灼熱のホット・ジュピター

　2016年に発見されたWASP-76bは、「ホット・ジュピター」に分類されている。質量は木星よりわずかに小さいが、膨張しているために大きさは1.8倍ある。

　これが属する恒星は、質量と大きさともに太陽のそれぞれ1.5倍と1.8倍で、6329ケルビン（約6000度）と温度も高い（太陽は5778ケルビン）。それなのに、WASP-76bは熱くて大きな主星からたった500万キロしか離れていないのだ。 　当然、WASP-76bが恒星から受ける放射線は地球の比ではなく、じつに数千倍にも達している。しかも自転と公転が同期している。つまり、ちょうど地球と月のように、WASP-76bはある一面が常に恒星へ向いているのだ。

　そのために、その面はいつまでも昼で、裏側はいつまでも夜だ。昼側の気温は鉄ですら蒸発する2400度に達し、夜側ですら1500度ある。

　これまでに発見された惑星で一番熱いわけではないが、それでもかなり極端な部類には入る。なお、既知のもので一番熱い惑星は「KELT-9b」で文字どおり、蒸発する惑星だ。

夜には鉄の雨が降り注ぐ

　モデルを用いた分析からは、WASP-76bのような惑星は、表と裏の極端な温度差のために、強烈な風が発生することが示唆されている。この風と自転が鉄の蒸気を惑星全体に拡散させ、昼側にある原子が夜側の分子と再結合すると考えられるのだ。

　だが、この仮説を裏付ける科学的証拠はこれまでのところ得られていない。

　そこでジュネーヴ大学（スイス）をはじめとする研究グループは、ヨーロッパ南天天文台の観測機器「ESPRESSO」で、昼と夜とを隔てる「明暗境界線」の化学的な特徴を詳しく調査してみることにした。 A view of the orbit of WASP-76b around its host star WASP-76


　高分散分光法で、惑星の縁のあたりの光を分析したところ、鉄の元素が光を遮っていることを示すスペクトルが確認されたとのことだ。

　特に「日没明暗境界線」（昼が夜に変わる境界）では、鉄の蒸気が豊富に存在することを示すサインが検出。一方、「日出明暗境界線」（夜が昼に変わる境界）では、そのようなサインが希薄だったようだ。

　このことは強烈な風によって、鉄の蒸気が昼側から夜側へ吹き飛ばされ、そこで冷えて液体になり、雨となって降り注いでいることを示しているという。

　蒸気は昼側から夜側へ吹き飛ばされる。そのため、日没明暗境界線では鉄の蒸気が豊富に存在する。しかし、夜側に入れば雨となって降り注いでしまうので、日出明暗境界線では鉄の蒸気が少なくなる。

ほかのホット・ジュピターでも金属の雨が？

今回、WASP-76bでこのような興味深い観測結果が得られた。ならば、ほかのホット・ジュピターでも同じように金属の雨が降っているサインを発見できるかもしれない。

　来年はいよいよ次世代宇宙望遠鏡「ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡」の打ち上げが予定されている。最新の望遠鏡は、一体どのような光景を我々に見せてくれるだろうか？

　この研究は『Nature』（3月11日付）に掲載された。

References:sciencenews / spaceなど/ written by hiroching / edited by parumo
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