系外惑星TOI-5205b は太陽系の外側に位置し、280 光年離れたはるかに小さい恒星の周りを周回しています。しかし、惑星形成に関する新しい研究は、この発見を「禁じられている」と非難した。なぜなら、この星座は実際にはそのように生まれるはずがないからです。
系外惑星が研究の謎を引き起こす
天文学者シュバム・カノディア率いる研究チームは、ハビタブルゾーン惑星ファインダー（略してHPF）を使用してTOI-5205bを調査した。これは、米国標準技術研究所 (NIST) などが現在も研究を続けている分光器です。完成したら、この装置はテキサス州のマクドナルド天文台にあるホビー・エバリー望遠鏡に設置される予定です。
しかし、この系外惑星はNASAのトランジット系外惑星調査衛星(TESS)によって初めて発見された。 TESS はおよそ 2 年ごとに夜空を探索しており、すでに TOI-5205b に類似した標本を発見しています。それらはすべて、その領域でいわゆる赤色矮星を周回しているという共通点があります。
これらは宇宙で最も小さな星です。これらを合わせると、宇宙にあるすべての星の 4 分の 1 を占めます。この頻度にもかかわらず、これまでの発見によれば、系外惑星 TOI-5205b のような巨人がこれほど小さな太陽の周りを周回することは珍しいことです。しかし、TESS と HPF のデータによると、ますます多くのそれらが発見されています。
太陽の半分にも満たない星
TOI-5205b の場合、この星の大きさは太陽の 40% 未満です。関連する系外惑星は地球の約 6 倍の大きさです。さらに、赤色矮星の核融合の温度は太陽ほど高くはありませんが、(5,800 K と比較して) 3,400 ケルビンに達するだけです。
このため、この小さなシステムは研究者にとって特別な発見となっています。 TESS や HPF が発見し追跡した他の系外惑星とその伴星は、少なくとも太陽系の基準に近づいています。
しかし、この系外惑星について、カノディアらはまったく異なる結論に達した。「恒星の質量に対する惑星の質量の比率は約0.3%である」と、対応する論文で説明している。
したがって、その発見は「禁止」されるべきです。
しかし、研究者らがこの発見物を実際に「禁止」と分類した理由がそれだけではない。 私たちの太陽系の外にあるこのような大きな系外惑星や巨大ガス惑星の場合、最初に重元素でできた巨大な核を形成するのに十分な物質が存在していたに違いありません。
その後、ガスの降着段階が発生し、系外惑星がガスの殻の中に入る。この過程を経て、私たちの木星も巨大に成長しました。
しかし、これまでの研究では、低質量星は系外惑星TOI-5205bがこの巨大な核を形成できる適切な条件をほとんど提供していないことが示されている。私たちが前進するにつれて、惑星が巨大なガス殻を形成するのに十分な物質を環境中に提供することも困難です。
質量と歴史の説明できない違い
しかし、この現象には解決策があり、専門家の間では重力不安定という用語で説明されています。ここでは、系外惑星が「主星から遠く離れたところで自己重力による塵とガスの塊」を発達させ、数千年以内に巨大なサイズに成長すると想定されている。
この仮定に従えば、最新の分析手法を使用して、TOI-5205b のような系外惑星に含まれる重元素の地球質量を予測することもできます。観察されたケースでは、重元素の地球質量が 60 個存在します。しかし、これらのデータは一般的な惑星形成に関する知識に依存しているため、現実と調和させることはできません。
代わりに、サンプルは予測から 5 倍外れます。それにもかかわらず、TESS と HPF からのデータは、系外惑星が存在することを裏付けています。しかし、どのようにしてこれが可能になるのかは、今のところ謎のままです。
出典: HPF