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宇宙

2026.11.06 17:30

7.5光年先の極低温天体に変化する「水の雲」、太陽系外で初検出 JWST観測

褐色矮星を描いたイラスト。褐色矮星は恒星と同様のプロセスで形成されるが、中心核で原子核融合反応を持続させるのに十分な質量を得られず、恒星として輝くことができない天体だ(NASA/JPL-Caltech)

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太陽系近傍の恒星系の位置を描いたイラスト。恒星の名称と距離の測定年が示されている。太陽中心の同心円は外側から半径が6光年、4光年となっている(NASA/Penn State University)
太陽系近傍の恒星系の位置を描いたイラスト。恒星の名称と距離の測定年が示されている。太陽中心の同心円は外側から半径が6光年、4光年となっている(NASA/Penn State University)

WISE 0855−0714とは?

WISE 0855は褐色矮星で、巨大ガス惑星と恒星との境界域にある天体だ。褐色矮星は恒星とは異なり、中心核で水素の核融合反応を持続させるのに十分な質量を持っていない。すなわち、惑星になるには質量が大きすぎ、星として輝くには小さすぎる、あと一歩で恒星になり損ねた天体なのだ。

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WISE 0855は質量が木星の約2~5倍で、直径もほぼ同じなので、褐色矮星に分類されてはいるが、巨大ガス惑星によく似ている。大気温度は絶対温度約265ケルビン(摂氏約マイナス8度)で、知られている中で最も低温の褐色矮星となっている。このように極端な環境にあるため、WISE 0855は木星に似た低温天体の大気を調べるための研究対象として特に有益だ。

複雑な大気化学が検出される

JWSTの観測では、水雲の変化に加えて、WISE 0855の大気中での一酸化炭素(CO)とホスフィン(PH3)の変動も検出された。この化学物質の変動は対流上昇に起因するものだと、研究チームは考えている。対流上昇によって、より深い位置の大気層から熱やガスが表層へと運ばれているのだ。これとよく似た大気の混合現象が木星でも起きていることから、異なる種類の天体で類似の物理プロセスが作用していることが示唆される。

マイルズは「水雲が厚くなったり薄くなったりするのや、深層のガスが上昇したり下降したりするのが観測されており、実際にこれらの変化をリアルタイムで観察することが可能になっている」とコメントした。

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太陽系外惑星研究を変革する可能性のある発見

今回の発見が、遠方の恒星を公転する太陽系外巨大惑星に関する科学者の理解を向上させる可能性があると、研究チームは考えている。「褐色矮星は真の惑星ではないとしても、惑星に似た挙動を示す」と、マイルズは指摘した。木星とWISE 0855-0714は、そっくりというわけではないけれども、褐色矮星と惑星を隔てる確固たる境界線があるわけでもない。「これらの天体すべてにわたって適用できる、基本的な物理学および化学が存在するのだ」と、マイルズは述べている。

研究チームはJWSTによる追加観測を実施して、WISE 0855の自転や大気循環を調査したいと考えている。気象はどうやら、宇宙のどこでも発生するようだ。

(forbes.com 原文)

翻訳=河原稔

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