ケプラー16b

ケプラー16b

ケプラー 16 システムのアーティストによるレンダリング。ケプラー 16b (黒体)が連星を周回している様子が描かれている。
発見[1]
発見者	ローレンス・ドイル
発見日	2011年9月15日
検出方法	トランジット（ケプラーミッション）
軌道特性[1]
半長軸	0.7048 ± 0.0011 AU (105,440,000 ± 160,000 km)
偏心	0.0069 ± 0.0015
軌道周期（恒星）	228.776 ± 0.037日
傾斜	90.0322 ± 0.0023
昇交点の経度	0.003 ± 0.013
近点経度	106.51 ± 0.32
近点引数	318±22
星	ケプラー16（KOI-1611）
身体的特徴[1]
平均半径	0.7538 (± 0.0025 ) RJ
質量	0.333 (± 0.015) M J
平均密度	0.964 (± 0.047) g cm −3
表面重力	14.52 (± 0.7) m/s²
温度	188 K (-85 °C; -121 °F)

ケプラー16b（正式にはケプラー16 (AB)-b）は、土星質量の太陽系外惑星で、半分がガス、半分が岩石と氷で構成されています。^[2]連星であるケプラー16を229日周期で周回しています。 ^{[1] 「[これは] 1つの恒星ではなく2つの恒星を周回する惑星である}周連星系惑星の最初の確認された明確な例です」と、発見チームの1人であるハーバード・スミソニアン天体物理学センターのジョシュ・カーターは述べています。 ^[3]

ケプラー16bは、連星系における惑星形成の内限界と考えられていた半径の内側にあるという点でも珍しい。^[4]マサチューセッツ工科大学の惑星専門家サラ・シーガーによると、惑星がそのような系の周りを安定して公転するには、恒星同士の距離の少なくとも7倍の距離が必要であると考えられていた。^[4]ケプラー16bの公転軌道はその半分ほどの距離である。^[4]

ケプラー16bはハビタブルゾーンの外縁付近を周回していますが^[5]、表面温度が約-100～-70℃（-150～-94℉）の巨大ガス惑星です。

ケプラー16bは、2011年にNASAのケプラー宇宙船に搭載された宇宙望遠鏡によって発見されました。^[6]科学者たちは、システムの1つの恒星がもう1つの恒星によって食されていないときでも暗くなることに気づき、トランジット法を使用してケプラー16bを検出することができました。 ^[6]さらに、ケプラー16bとシステム内の恒星のトランジットの期間とすべての食とトランジットのタイミングにより、ケプラー16システム内の物体のサイズと質量の計算において異常に高い精度が可能になりました。 ^[4]ケプラー16bの発見チームのリーダーであるカリフォルニア州マウンテンビューのSETI研究所のローレンス・ドイルは、この精度について「これは太陽系外の惑星の中で最もよく測定されていると思います」と述べています。^[4]例えば、ケプラー16bの半径は0.3%以内の精度で知られており、これは他のどの既知の太陽系外惑星よりも優れています（2011年9月現在）。^[7]

地球から見ると、ケプラー16bは2014年に暗い恒星を通過するのをやめ、2018年には2番目に明るい恒星を通過するのをやめた。その後、ケプラー16bは2042年頃までトランジット法では検出できないままとなる。^[4]

2021年、ケプラー16bは視線速度法で発見された最初の周連星系惑星となった。^[8] 2番目の周連星系惑星はTOI-1338 cで、2023年にこの方法で発見された。 ^[9]

ケプラー16bはガス巨星で、木星や土星とほぼ同じ質量と半径を持つ太陽系外惑星である。温度は188 K（−85 °C; −121 °F）である。^{[要出典]この惑星の半径は0.77} R _Jで、土星よりわずかに小さく、固体表面はない。

この惑星は、連星系( K 型) と連星系( M 型)の周りを周回軌道で公転しています。これらの恒星は約 41 日ごとに互いの周りを公転します。恒星の質量はそれぞれ 0.68 M _☉と 0.20 M _☉、半径はそれぞれ 0.64 R _☉と 0.22 R _☉です。表面温度はそれぞれ 4450 Kと 3311 K、明るさは太陽の約 14% と 0.5% です。恒星の特性と軌道ダイナミクスに基づくと、この系の推定年齢は 20 億年である可能性があります。比較すると、太陽の年齢は約 46 億年^[10]で、表面温度は 5778 K です。^[11]

ケプラー16bは、親星（正確には重心、または質量の中心）の周りを228日周期で0.704 AU （金星が太陽から公転する距離である約0.71 AUとほぼ同じ）で周回している。現在の軌道で形成された可能性は低く、他の場所から移動してきた可能性が高い。ケプラー16bの軌道の小さな離心率は未だに説明されていない。^[12]

ケプラー16系のハビタブルゾーンは、連星系から約5500万〜1億600万キロメートル離れている。軌道が約1億400万キロメートルのケプラー16bは、このハビタブルゾーンの外縁近くにある。この巨大ガス惑星自体に生命が存在する可能性は低いが、テキサス大学の研究者らが行ったシミュレーションによると、この系の歴史上のある時点で、他の天体からの摂動によってハビタブルゾーンの中心にあった地球サイズの惑星が軌道から外れ、ケプラー16bがそれを衛星として捕獲した可能性があることが示唆されている。^[13]さらに、研究者らは、約1億4000万キロメートル離れた軌道を周回する遠方のハビタブル惑星の可能性も検討した。この惑星は、二酸化炭素やメタンなどの温室効果ガスの濃い混合物によって、水を液体に保つために必要な熱エネルギーを保持している可能性がある。

安定した軌道を描くには、主星の周りの衛星の公転周期 P _sと主星の周りの衛星の公転周期P _pの比が 1:9 未満でなければなりません。たとえば、惑星が主星の周りを 90 日かけて公転する場合、その惑星の衛星の最大安定軌道は 10 日未満です。^{[14] [15]}シミュレーションによると、公転周期が約 45 日から 60 日未満の衛星は、太陽のような恒星から1 AU離れたところを公転する巨大な巨大惑星または褐色矮星に安全に束縛されたままになることが示唆されています。^[16]

潮汐効果により、月はプレートテクトニクスを維持し、火山活動によって月の温度を調節し^{[17] [18]}、地球ダイナモ効果を生み出して衛星に強い磁場を与える可能性があります。^[19]

地球のような大気を約46億年（地球の年齢）維持するためには、月は火星のような密度と少なくとも0.07 M _Eの質量を持つ必要がある。^[20]スパッタリングによる損失を減らす1つの方法は、月が恒星風と放射線帯を逸らすことができる強力な磁場を持つことである。NASAのガリレオの測定は、大きな衛星が磁場を持つ可能性があることを示唆している。木星の衛星ガニメデは、質量がわずか0.025 M _Eであるにもかかわらず、独自の磁気圏を持っていることがわかった。^[16]

発表文書の中で、発見チームは「文献22の慣例に従い、^[21] 3番目の天体をケプラー16 (AB)-b、あるいは曖昧さがない場合は単に「b」と表記することができる」と述べた。^[1] SIMBAD天文データベースではケプラー16 (AB)-bと記載されている。 ^[22]太陽系外惑星百科事典ではケプラー16 (AB) bと記載されている。^[23]

スミソニアン博物館はケプラー16bを非公式に「タトゥイーン」と呼んでいる。これは、2つの太陽を周回する架空の惑星で、人気のスターウォーズシリーズの重要な舞台となっている。^[4]「科学はフィク​​ションよりも奇妙で変だと何度も目にします」と、いくつかの映画に携わったインダストリアル・ライト＆マジック社の主任視覚効果スーパーバイザー、ジョン・ノールは語った。 ^[4]

ウィキメディア・コモンズのケプラー16bに関連するメディア

• 太陽系外惑星百科事典のケプラー 16 (AB)
• NASA 天文写真集: ケプラー 16b: 2 つの太陽を持つ惑星 (2011 年 9 月 20 日)