これまで発見された太陽系外惑星は4,000個強だが、そのうち直接撮像されたものはほんのわずかだ。恒星「LkCa 15」を取り巻く原始惑星系円盤にも形成途中の太陽系外惑星が存在することが判明していたが、今回、すばる望遠鏡により従来の予想よりも質量の小さいことが明らかになった。

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■形成途中の太陽系外惑星が発見されたLkCa 15

LkCa 15は地球から500光年以上彼方にある若い恒星だ。LkCa15など生まれたばかりの恒星の周りには、「原始惑星系円盤」と呼ばれるガスや塵が存在する。原始惑星系円盤を構成するガスや塵は将来惑星へと進化する。

LkCa 15は従来、木星よりも質量の大きな3つの惑星候補をもつと考えられていた。この天体はLkCa 15を取り囲む原始惑星系円盤の内側に存在し、直接撮像された太陽系外惑星としては初めてのものだった。

■明らかになった惑星の質量

原始惑星系円盤による散乱光と、原始惑星系円盤に隠れた惑星からの光を判別するのは困難である。とくに地球の大気ゆらぎが、両者の光の区別を難しくしている。LkCa 15の周りを回る惑星を鮮明にとらえるためには、地球の大気ゆらぎの影響を補正する必要がある。

今回ハワイマウナケア山頂にある大型光学赤外線望遠鏡であるすばる望遠鏡を使って、LkCa 15の原始惑星系円盤内部に隠れた太陽系外惑星の観測を試みた。すばる望遠鏡には、「CHARIS」と呼ばれる、明るい恒星とその周囲を回る暗い惑星の違いを高い解像度で見分けられる装置が搭載している。

地球の大気ゆらぎの影響を補正し、CHARISでLkCa 15原始惑星系円盤を観測した結果、LkCa 15の周囲から来る光の大部分が、円盤の一部から発せられていることが明らかになった。つまり惑星自身はより暗く、円盤内に隠されている可能性が高いというのだ。

太陽系もまたLkCa 15同様に、かつて原始惑星系円盤に取り囲まれていたと考えられる。すばる望遠鏡による今回の観測結果は、太陽系がたどってきた歴史が普遍的かどうかといった、惑星系の起源と進化を理解する糸口になるかもしれない。

研究の成果は、米天文物理学誌Astrophysical Journal Lettersにて掲載され、プレプリントサーバーArXiVに公開中だ。（記事：角野未智・記事一覧を見る）