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 LHS 1140 b 惑星とその主星の想像図 | |
| 発見[1] | |
|---|---|
| 発見者 | MEarthプロジェクト |
| 発見日 | 2017年4月20日（公開） |
| 交通 | |
| 軌道特性[2] | |
| 0.0946 ± 0.0017 AU | |
| 偏心 | <0.043 |
| 24.736 9148 ± 0.000 0058 日[3] | |
| 傾斜 | 89.86° ± 0.04° |
| 星 | 1140 番地 |
| 身体的特徴[2] | |
| 1.730 ± 0.025 🜨 | |
| 質量 | 5.60 ± 0.19 メートル🜨 |
平均密度 | 5.9 ± 0.3 g/ cm3 |
| 温度 | 226 ± 4 K (−47 °C; −53 °F、平衡) |
LHS 1140 bは、赤色矮星LHS 1140の保守的な居住可能領域内を周回する太陽系外惑星です。2017年にMEarthプロジェクトによって発見されました[1]。LHS 1140 bは地球の約5.6倍の質量と約70％大きい半径を持ち、スーパーアースのカテゴリに分類されます。当初は高密度の岩石惑星であると考えられていましたが、質量と半径の精密な測定により密度が低いことが判明し、質量の9〜19％が水で構成される海洋世界である可能性が高いことが示されました。LHS 1140 bは恒星の居住可能領域内を完全に周回しており、地球の43％の入射光束を受けます。[2]この惑星は49光年離れており、恒星を通過するため、地上および/または宇宙望遠鏡による大気研究に最適な候補となっています。[1]
ホストスター
LHS 1140 bは小型の赤色矮星LHS 1140の周りを回っている。質量は太陽の18.4%、半径は太陽の21.6%で、スペクトル型はM4.5Vである。LHS 1140の温度は3,096 K（2,823 °C、5,113 °F）で、光度は太陽の0.0038倍である。少なくとも50億歳の星である。[2]比較すると、太陽は1太陽質量と半径で、温度は5778 K、光度は1太陽で、45億歳で、スペクトル型はG2Vである。また、LHS 1140は非常に活動の少ない恒星で、惑星の発見チームによって大きなフレア現象は発見されていない。 LHS 1140は、同サイズの他の恒星とは異なり、活動量が少なく、130日ごとに自転している。[1]
特徴
質量と半径
LHS 1140 bは、視線速度法（伴星の質量を測定する）とトランジット測光法（半径を決定する）の両方を使用して検出されました。このため、LHS 1140 bは、質量と半径が決定されている非常に数少ない居住可能な太陽系外惑星の1つであり、他の惑星はすべてTRAPPIST-1の周りの惑星です。惑星の半径は、1.730 ± 0.025 R🜨 、約11,000 kmに相当します。[2]その半径はケプラー62eの半径とほぼ同じです。
2023年の最近の研究では、LHS 1140 bの質量と半径が再評価され、質量は5.60 ± 0.19 M 🜨半径は1.730 ± 0.025 R🜨 、以前の推定よりも質量が小さく、大きい。これにより、LHS 1140 bは地球型惑星ではなく、海洋世界または高密度のミニ海王星になります。[2]
軌道と温度
LHS 1140 bの公転は24.737日で完了し、地球の1年365日よりもはるかに速い。その軌道半径は0.0946 AUで、地球と太陽の距離の9.46%である。これは非常に近いが、恒星LHS 1140は非常に暗いため、この距離では地球の入射光束の0.43倍しか得られない。[2]アルベドを0と仮定すると、LHS 1140 bの平衡温度は230 K (-43 °C; -46 °F)で、地球の平衡温度は255 K (-18 °C; -1 °F)である。LHS 1140 bのアルベドが地球と同程度であれば、平衡温度はさらに低くなり、201 K (-72 °C; -98 °F)になる。しかし、地球と同程度の温室効果があれば、LHS 1140 bの表面温度はアルベドが0の場合、266 K（-7 °C、19 °F）を超える。惑星の質量が大きいため、より強力な温室効果を持つ厚い大気を持っている可能性が高い。赤色矮星の周りの多くの居住可能な惑星と同様に、LHS 1140 bの軌道は非常に円形である。離心率は90％の信頼度で0.29未満と測定されている。軌道の円形化は恒星の潮汐では説明できないため、軌道の円形性は出生時のものである可能性が高い。[1]
構成
当初、この惑星は周囲に極めて高い密度を持つと考えられていた。12.5 g/cm 3 は岩石惑星としては観測史上最も高い密度の一つで、地球の2倍以上の密度を誇り、鉄ニッケル核が惑星全体の質量の最大75%を占めている。[1] 2018年と2020年のその後の研究では惑星の半径が上方修正され、密度は7.82+0.98
−0.88 g/cm 3であり、依然として岩石組成と一致しており、コアの質量率は49 ± 7%と低い。[4]比較すると、地球のコアは質量の約32.5%を占めています。2020年の研究では、惑星の質量の約4%が水で構成されていること、つまり、平均海深が1.5mと推定される海洋惑星である可能性があることも示唆されています。779 ± 650km [4 ]
2023年に行われた研究では、惑星の質量と半径をより正確に測定し、質量が地球の約5.6倍と低く、密度もそれに応じて低いことが判明したが、惑星の大きさを考えると、もはや岩石惑星とは一致しない。LHS 1140 bは、水の質量分率がさらに高い9～19%の海洋惑星、または高密度のミニ海王星である可能性が高い。[2] JWSTの観測では、水素が豊富な大気は排除されており、海洋惑星のシナリオを裏付けている。[5]
雰囲気
LHS 1140 bの大気中に水蒸気が存在する可能性は、2020年後半にハッブル宇宙望遠鏡によって検出されたが、信号対雑音比は低かった。[3] 2024年に発表されたジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）による観測では、水素に富んだ大気は排除され、窒素、水蒸気、二酸化炭素で構成されている可能性のある高平均分子量の大気が支持されている。[5] 2024年7月、大気中の窒素の暫定的な兆候がJWSTによって検出され、惑星の表面は大部分が氷で、部分的に液体の水で覆われている可能性があることを示唆しており、これは目玉に似ている。この検出が検証されれば、潜在的に居住可能な太陽系外惑星の周囲に二次大気が存在する最初の証拠となるだろう。[6]
居住性
LHS 1140 bは、十分な大気圧があれば、軌道を回る惑星の表面に液体の水が溜まるのにちょうどよい温度である恒星の周りの領域であるハビタブルゾーンの外縁近くを周回している。[7] LHS 1140 bの平衡温度は230 K (-43 °C; -46 °F)とかなり低く、地球の極地と同じくらい寒い。しかし、これは厚い大気の影響を除いた計算温度である。地球のような温室効果で、表面温度は約266 K (-7 °C; 19 °F) だが、この惑星は非常に大きいため、温室効果はさらに高くなる可能性がある。地球の2倍の温室効果で、LHS 1140 bの表面温度は296 K (23 °C; 73 °F) と快適である。さらに、主星は非常に不活発であるため、大気の浸食はそれほど大きくなく、このことは惑星が長期間にわたって大気を保持できるはずであることを示唆している。[1]大気が存在しない場合、LHS 1140 bは薄い氷の層で覆われている可能性が高い。[8]この場合、十分な放射性加熱と潮汐加熱を受ける可能性があり、大量の液体の水が氷殻を通過して表面に運ばれ、水分を豊富に含む間欠泉の氷火山噴出によって放出される可能性がある。[8]
参照
- 居住可能な可能性のある近くの太陽系外惑星
- K2-3d、ハビタブルゾーンに近い低密度惑星
- ケプラー1652b、居住可能な可能性のあるスーパーアース
- 赤色矮星系の居住可能性
- 居住可能な可能性のある太陽系外惑星のリスト
参考文献
- ^ abcdefg ディットマン、ジェイソン A.;アーウィン、ジョナサン M.シャルボノー、デヴィッド;ボンフィス、ザビエル。アストゥディロ・デフル、ニコラ。ヘイウッド、ラファエル D.他。 （2017年）。 「近くの冷たい星を通過する温帯の岩石の多い超地球」。自然。544 (7650): 333–336。arXiv : 1704.05556。Bibcode :2017Natur.544..333D。土井：10.1038/nature22055. PMID 28426003。S2CID 2718408 。
- ^ abcdefgh Cadieux, Charles; Plotnykov, Mykhaylo; et al. (2024年1月). 「LHS 1140惑星の新たな質量と半径の制約：LHS 1140 bは温帯のミニ海王星か水の世界のどちらか」. The Astrophysical Journal Letters . 960 (1): L3. arXiv : 2310.15490 . Bibcode :2024ApJ...960L...3C. doi : 10.3847/2041-8213/ad1691 .
- ^ ab エドワーズ、ビリー; チェンジアット、クエンティン; モリ、マユコ; アニスマン、ララ・O.; モルヴァン、マリオ; イップ、カイ・ホウ; ツィアラス、アンジェロス; アル・レファイエ、アハメド; ウォルドマン、インゴ; ティネッティ、ジョヴァンナ (2020)、「ハッブル WFC3 分光法によるハビタブルゾーン スーパーアース LHS 1140 B」、天文学ジャーナル、161 (1): 44、arXiv : 2011.08815、Bibcode :2021AJ....161...44E、doi : 10.3847/1538-3881/abc6a5、S2CID 226975730
- ^ ab リロボックス、J.;フィゲイラ、P.レルー、A.アクーニャ、L.ファリア、日本。原 直美ノースカロライナ州サントス。コレイア、ACM;ロブテル、P.ドレイユ、M.バラード、D.ソウザ、S.ボンフィス、X。ムーシス、O.アルメナラ、JM。アストゥディロ・デフル、N.マルク、E.ユードリー、S.ロヴィス、Ｃ． Pepe, F. (2020)、「ESPRESSO と TESS による惑星系 LHS 1140 の再検討」、天文学と天体物理学、642 : A121、arXiv : 2010.06928、Bibcode :2020A&A...642A.121L、doi :10.1051/0004-6361/ 202038922、S2CID 222341356
- ^ ab Damiano, Mario; Bello-Arufe, Aaron; et al. (2024年3月). 「LHS 1140 bは潜在的に居住可能な水の世界です」. arXiv : 2403.13265 [astro-ph.EP].
- ^ 「ハビタブルゾーンの太陽系外惑星LHS 1140bはおそらくスノーボールかウォーターワールド | Sci.News」。Sci.News : Breaking Science News。2024年7月9日。 2024年7月10日閲覧。
- ^ Hanks, Micah (2024-07-09). 「ウェッブ望遠鏡が「現在知られている中で最も居住可能な太陽系外惑星」を発見、地球外生命の住処となる可能性も」。The Debrief 。 2024年7月13日閲覧。
- ^ ab Quick, Lynnae C.; Roberge, Aki; Tovar Mendoza, Guadalupe; Quintana, Elisa V.; Youngblood, Allison A. (2023-10-04). 「冷たい海洋惑星における氷火山活動の見通し」.アストロフィジカルジャーナル. 956 (29): 29. Bibcode :2023ApJ...956...29Q. doi : 10.3847/1538-4357/ace9b6 .