200光年先に砂の雨降る惑星 「重大な節目となる」発見

太陽系からわずか200光年の距離に、砂の雨が降り、擦ったばかりのマッチのにおいがする惑星が存在することが、米航空宇宙局（NASA）のジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の観測データから明らかになった。

おとめ座にある系外惑星「WASP-107b」は巨大ガス惑星で、質量は海王星と同じくらいだが、サイズははるかに大きい。科学者らから「ふわふわ」と呼ばれるほど低密度なため、大気の深部まで見通すことができる。今回の観測では、水蒸気、二酸化硫黄、ケイ砂(二酸化ケイ素の砂）の雲が発見されたが、メタンの痕跡は見つからなかった。メタンは、系外惑星の生命探査で極めて重要な生命存在指標と考えられている。

重大な節目

科学誌ネイチャーに掲載された、今回の研究をまとめた論文の主執筆者で、オランダ・ルーベンカトリック大学天文学研究所教授のリーン・デシンは「JWSTのMIRI（中赤外線観測装置）により、このふわふわな系外惑星で水と二酸化硫黄、砂の雲が見つかったことは、重大な節目となる」と話す。「この発見は、惑星の形成と進化に関する理解を塗り替え、太陽系に新たな光を投げかけている」

MIRIは、惑星を赤外線で観測し、光を構成色に分解する分光器を備えている。これにより、光を分析して、特定の気体や化学物質の明確な兆候を発見することができる。WASP-107bは、ふわふわな性質を持つため、より高密度の系外惑星に比べて、この観測がはるかに容易にできた。大気の密度が低いと、信号（スペクトル特性）がより目立つからだ。

WASP-107bの透過スペクトルから推定される大気組成（@Michiel Min / European MIRI EXO GTO team / ESA / NASA）

大きな驚き

擦ったマッチのにおいがする有毒ガスである二酸化硫黄の発見は、研究チームにとって「大きな驚き」だった。だが、二酸化硫黄と水蒸気の痕跡が、予想よりも弱かったことから、WASP-107bには、これらを遮っている高層雲があることが明らかになった。高層雲の温度は500度だ。さらに研究チームは、系外惑星天文学史上初めて、高層雲の化学組成の同定に成功した。高層雲は、小さなケイ酸塩粒子、すなわち砂でできていることが分かった。