褐色矮星と思われてきた天体、実は若い惑星状天体だった

【2017年5月10日 Carnegie Science】

うお座の方向約20光年の距離に位置する天体「SIMP J013656.5+093347（SIMP0136）」はこれまで、褐色矮星という種類の天体と考えられてきた。褐色矮星は巨大惑星よりは大きいが、恒星としては小さすぎる（軽すぎる）ため、天体中心部での核融合反応を持続して行うことができず、長い間高温で明るく光ることはできない。

SIMP J013656.5+093347の想像イラスト（提供：NASA/JPL, Jonathan Gagné）

米・カーネギー科学研究所のJonathan Gagnéさんたちの研究チームは、SIMP0136が年齢2億歳程度の天体の集団「Carina-Near」の一員であることを突き止めた。

Carina-Nearのように宇宙空間を一緒に移動している年齢の似通った星の集まりは、その集団内にあって主星を持たない惑星状自由浮遊天体（自由浮遊惑星）を研究するうえで重要な対象である。冷たく孤立した自由浮遊惑星の年齢を決定する唯一の方法を提供してくれるからだ。年齢と温度がわかれば、天体の質量を知ることができる。

こうした結果から、SIMP0136の質量は木星の13倍程度であることがわかった。この数値は褐色矮星の特性と惑星状天体とのちょうど境界あたりだが、SIMP0136は褐色矮星というよりはむしろ自由浮遊惑星と呼ぶべき天体といえる。

この程度の質量を持つ天体は、近年多数発見されている巨大な系外ガス惑星ととてもよく似ている。こうした系外惑星は中心星が明るすぎるため大気の観測を行うことが非常に難しいが、自由浮遊惑星であればそうした問題がない。したがってSIMP0136のような天体は、系外惑星の大気の研究という点で貴重な存在となる。

「SIMP0136が褐色矮星だと考えられていた時点ですでに、非常に速く変化する表面の気象パターンを検出していました。これまでにわずかな発見例しかない自由浮遊惑星に新メンバーとしてSIMP0136が仲間入りしたことは、非常に注目すべきことです」（研究チームのÉtienne Artigauさん）。