JWSTが系外惑星を初めて直接撮影

【2022年9月8日 NASA JPL】

これまでに発見された系外惑星は5000個を超えるが、そのうち直接撮像された惑星は20個ほどしかない。中心の恒星が惑星に比べて明るすぎることが大きな理由だ。一般に惑星は可視光線より赤外線で強く輝いていると考えられるので、赤外線で観測すれば恒星と惑星のコントラストが弱まって見やすくなるはずである。

6月に科学観測を開始したジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）は赤外線観測に特化しており、系外惑星の研究にも大活躍すると期待されている。初期リリース科学プログラムの一環として系外惑星の撮影が実施され、早速その成果が発表された。

JWSTは近赤外線カメラ（NIRCam）と中間赤外線装置（MIRI）を使い、ケンタウルス座の方向約355光年の距離にある恒星HIP 65426を公転する惑星、HIP 65426 bの姿を波長2.5～15.5μmでとらえた。波長5μm以上の赤外線で系外惑星が撮像されたのは今回が初めてだ。

（上）DSS画像におけるHIP 65426周辺、（下）JWSTがとらえた系外惑星HIP 65426 b。左から3.00、4.44、11.4、15.5μmの赤外線波長（擬似カラー）。★印の位置に中心星がある（光は除去されている）。惑星が点状に見えないのは望遠鏡の光学誤差のため（提供：NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), the ERS 1386 team, and A. Pagan (STScI)）

HIP 65426 bは2017年にヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡VLTによる直接撮像で見つかっている。今回の赤外線多波長観測により、質量は木星の6～8倍、半径は木星の1.45倍であることが示された。中心星からの距離は太陽～冥王星間の2倍もあるが、表面温度は摂氏約1000度と見積もられる。これほど熱いのは、HIP 65426 bが推定1400万歳と非常に若いからだ。

惑星HIP 65426 bは中心星に対して近赤外線では1万倍以上も暗く、中間赤外線で観測しても数千倍暗い。にもかかわらず中心星とはっきりと分離して撮影できたのは、中心星から大きく離れているからだ。同時に、今回の撮像でJWSTは予想を上回る性能を発揮しているので、さらに中心星に近く、質量の小さい系外惑星でも姿をとらえられるのではないかと期待が高まっている。