自由浮遊惑星

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芸術家による木星サイズの自由浮遊惑星のコンセプトアート

自由浮遊惑星(じゆうふゆうわくせい)あるいは浮遊惑星(ふゆうわくせい Rogue planet)とは、惑星程度の質量であるが、恒星褐色矮星、その他の天体に重力的に束縛されておらず、銀河を直接公転している天体のことである。

2004年にはS Ori 70Cha 110913-773444など、そのような天体の候補がいくつか発見された[1]。2011年までに、名古屋大学大阪大学などの研究チームがマイクロレンズ法を用いて行った観測によると、銀河系全体の恒星の数の2倍は存在するとみられ、数千億個になると予想されている[2][3]

このような天体はかつて恒星を公転していたものが弾き出されたと信じられ、「惑星」という名前で呼ばれることが多い[4]。しかし、「惑星の定義」は現在の状況に依存するべきで、その起源を基にするべきではないと主張する天文学者もいる。さらに、いくつかの天体は恒星のように自身のガス雲の崩壊によって形成されたと考えられ、このような場合には惑星には当てはまらない[5][6]国際天文学連合は、ガス雲の崩壊により形成された天体は、準褐色矮星と呼ぶことを提案している[7]。この種の惑星質量天体を以前から「プラネター」と呼んでいた天文学者もいる。

恒星間空間の熱[編集]

1998年デビッド・スティーヴンソンは、冷たい恒星間空間を漂う惑星質量天体は、放射熱によって薄い大気を凍らせずに持ちうるということを理論化した[8]。彼は、圧力に誘発された遠赤外線放射が水素を含む大気によって透過できず、大気が保存されていると提案した。

惑星系の形成過程において、いくつかの小さな原始惑星が系から弾き出されることはあると考えられている[9]。親星から離れるにつれて紫外線は弱まり、惑星の大気中の大部分を占める水素やヘリウムは、地球程度の大きさの天体の重力によっても容易に閉じ込められる。 1,000バールの気圧の水素大気を持つ地球質量程度の天体では、断熱過程の気体の対流が発生し、核に残る放射性同位体の崩壊による地熱が地表を融点以上に温めることが計算で示された[8]。このようなことから、恒星間の惑星で液体の水のを持ったものが存在することが示唆されている。さらにこれらの惑星は長い間活発な地質活動を持ち、生命の誕生に必要な磁気圏海底火山を持つものも存在すると考えられている[8]。しかし、そのような天体の熱放射は極めて弱く、発見は難しいとされる。

惑星が恒星から弾き出されるシミュレーションの研究により、月質量程度の衛星を持った地球質量程度の惑星の約5%は、恒星から離れた後も衛星を持ち続けることが示唆された。大きな衛星は大きな潮汐加熱の源となり得る[10]

プラネターの原始惑星[編集]

現在では、褐色矮星2M1207の周囲を公転する2M1207b等、周囲に塵のディスクを持つ多くの太陽系外惑星が発見されている。もし恒星間の大きな天体のいくつかが準褐色矮星であるとすると、この塵のディスクは原始惑星ということになる。これらの天体を惑星であるとすると、塵のディスクは衛星ということになる。

自由浮遊惑星またはその候補の一覧[編集]

名前 質量
(MJ)
直径
(RJ)
表面温度
(K)
距離
(光年)
備考
S Ori 70[11] 3 1.6 1100 1435.1 初めて発見された自由浮遊惑星。
CFBDSIR J214947.2-040308.9[12] 4 - 7  ? ~700 130 ± 13
PSO J318.5338-22.8603[13] 6.5+1.3
−1.0
1.53+0.02
−0.03
1160+30
−40
80.2 ± 4.6 地球に最も近い自由浮遊惑星。
Cha 110913-773444[11] 8 1.8 1350 163.1 褐色矮星とされている。
UGPS 0722-05[14] 5 - 40 0.83 - 1.2 480 - 560 13 ± 2 観測値の誤差が大きい。褐色矮星の可能性が高い。
S Ori 52[15] 5 - 15  ? 1700 - 2200 1148
S Ori 68[11] 5  ?  ? 1435.1
CAHA Tau 1[11] 10  ? 2080  ?
CAHA Tau 2[11] 11.5  ? 2280  ?
ρ Oph 4450[11] 2 - 3  ? 1400  ?
SDSS 0539-0059[11]  ? 0.804 1800  ?
WISE 0802+2527[11] 13.08  ? 1800 172.3
WISE 0820+2632[11] 12.48  ? 2000 260.9
WISE 0821+1443[11] 13.47  ? 700 48.9
WISE 0830+4837[11] 13.31  ? 1700 202.2
WISE 0920+4538[11] 13.31  ? 1700 78.3
WISE 0838+1511[11] 13.07  ? 900 65.2
MOA-ip-1[16]  ? 0.63  ?  ?
MOA-ip-2[16]  ? 0.29  ?  ?
MOA-ip-3[16]  ? 0.32  ?  ?
MOA-ip-4[16]  ? 0.28  ?  ?
MOA-ip-5[16]  ? 0.21  ?  ?
MOA-ip-6[16]  ? 0.43  ?  ?
MOA-ip-7[16]  ? 0.46  ?  ?
MOA-ip-8[16]  ? 0.43  ?  ?
MOA-ip-9[16]  ? 0.30  ?  ?
MOA-ip-10[16]  ? 1.34  ?  ?

現代文化での言及[編集]

出典[編集]

  1. ^ Rogue planet find makes astronomers ponder theory
  2. ^ www.yomiuri.co.jp/science/news/20110518-OYT1T01316.htm?from=navlp
  3. ^ 2011.5.19付ネイチャー
  4. ^ Orphan Planets: It's a Hard Knock Life, Space.com, 24 feb 2005, retrieved 5 Feb 2009.
  5. ^ Free-Floating Planets -- British Team Restakes Dubious Claim, Space.com, 18 Apr 2001, retrieved 5 Feb 2009.
  6. ^ Orphan 'planet' findings challenged by new model, NASA Astrobiology, 18 Apr 2001, retrieved 5 Feb 2009.
  7. ^ Working Group on Extrasolar Planets - Definition of a "Planet" POSITION STATEMENT ON THE DEFINITION OF A "PLANET" (IAU)
  8. ^ a b c Stevenson, David J.; Stevens, CF (1998). “Possibility of Life-Sustaining Planets in Interstellar Space”. Nature 392 (6675): 497. doi:10.1038/33152. PMID 9548254. http://www.gps.caltech.edu/uploads/File/People/djs/interstellar_planets.pdf. 
  9. ^ Lissauer, J.J. (1987). “Timescales for Planetary Accretion and the Structure of the Protoplanetary disk”. Icarus 69: 249–265. doi:10.1016/0019-1035(87)90104-7. 
  10. ^ Debes, John H.; Steinn Sigurðsson (October 20 2007). “The Survival Rate of Ejected Terrestrial Planets with Moons”. The Astrophysical Journal Letters 668 (2): L167–L170. doi:10.1086/523103. http://www.journals.uchicago.edu/doi/abs/10.1086/523103. 
  11. ^ a b c d e f g h i j k l m Candidate "cluster-planets" and "free-floating" planets The Extrasolar Planets Encyclopaedia
  12. ^ CFBDSIR2149-0403: a 4-7 Jupiter-mass free-floating planet in the young moving group AB Doradus ? arXiv
  13. ^ The Extremely Red, Young L Dwarf PSO J318-22: A Free-Floating Planetary-Mass Analog to Directly Imaged Young Gas-Giant Planets arXiv
  14. ^ The discovery of a very cool, very nearby brown dwarf in the Galactic plane arXiv
  15. ^ Discovery of Young, Isolated Planetary Mass Objects in the σ Orionis Star Cluster Science
  16. ^ a b c d e f g h i j 重力マイクロレンズを用いた浮遊惑星の探索 名古屋大学

関連項目[編集]

外部リンク[編集]