グリーゼ436b

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グリーゼ436b
太陽系外惑星 太陽系外惑星の一覧
Gliese-436-b.jpg
グリーゼ436bのイメージ画像
主星
恒星 グリーゼ436
星座 しし座
赤経 (α) 11h 42m 11.0941s[1]
赤緯 (δ) +26° 42′ 23.652″[1]
視等級 (mV) 10.68
距離33.4 ly
(10.2 pc)
スペクトル分類 M2.5 V[1]
軌道要素
軌道長半径(a) 0.0291±0.0004[2] AU
(4.35 Gm)
    2.85 mas
近点距離 (q) 0.0247 AU
(3.70 Gm)
遠点距離 (Q) 0.0335 AU
(5.01 Gm)
離心率 (e) 0.150±0.012[2]
周期(P) 2.643904±0.000005[3] d
(0.007238489 y)
軌道傾斜角 (i) 85.8+0.21
−0.25
[3]°
近日点引数 (ω) 351±1.2°
近日点通過時刻 (T0) 2,451,551.716
±0.01 JD
準振幅 (K) 18.68±0.8 m/s
物理的性質
質量(m)22.2±1.0[2] M
半径(r)4.327±0.183[2][4] R
密度(ρ)1510 kg/m3
表面重力(g)1.18 g
表面温度 (T) 712±36[2] K
発見
発見日 2004年8月31日
発見者 ポール・バトラー
スティーブン・S・ヴォート
ジェフリー・マーシー
発見方法 視線速度法、トランジット法
観測場所 アメリカ合衆国の旗カリフォルニア州
現況 発表
参照データベース
Extrasolar Planets
Encyclopaedia
data
SIMBADdata
Exoplanet Archivedata
Open Exoplanet Cataloguedata

グリーゼ436b(Gliese 436bまたはGJ 436b[5])は、赤色矮星グリーゼ436の周りを公転する、海王星程度の大きさの太陽系外惑星である[6]。2009年2月時点では、CoRoT-7bに次ぎ、主星の前面を通過する惑星としては2番目に小さかった。

発見[編集]

グリーゼ436bは、2004年にポール・バトラージェフリー・マーシーの率いるカーネギー研究所カリフォルニア大学バークレー校の惑星探査チームによって発見された。かに座55番星eとともに、下限の質量が海王星程度の新しい分類の惑星となった。

2005年1月11日には、NMSUによって、恒星の前面を通過(トランジット)する様子が自動記録されたが、この出来事は当時は全く気にされなかった[7]。2007年にグリオンらは、地球に対して恒星の前面を通過したり掠めたりする惑星について観測を行なった。トランジットの観測によって、グリーゼ436bの正確な質量と半径はどちらも海王星と近いことが明らかとなり、グリーゼ436bはそれまで発見された中で最も小さい太陽系外惑星であることが分かった。直径は、海王星より約4000km、天王星より約5000㎞大きく、質量も海王星より若干大きい。主星から400万㎞の軌道を公転しており、これは太陽と水星の平均距離よりも15倍近い。

物理的な特徴[編集]

グリーゼ436bと地球の大きさの比較
グリーゼ436bの内部の推定構造

グリーゼ436bが主星の背後に隠れる二次食の観測から、表面温度は712Kと測定されている[2]。この温度は、熱源が恒星からの放射だけである場合に予想される520Kよりもかなり高い。潮汐力からくるエネルギー全てでを合わせても、温度に対してこれほどの影響を与えることはなく[8]、発見者らは温室効果の影響だと推定している[9]

主な構成成分は、初めのうちは様々な高圧状態の熱い「氷」であり[9][10]、惑星の重力の影響で高温にもかかわらず固体状態になっていると考えられた[11]。この惑星は、木星型惑星として今とは違った場所で形成され、内側の軌道まで移動してきたと考えられている。そして今の位置まで来ると、コロナ質量放出によって、水素の層を吹き飛ばされたと考えられていた[12]

しかし、半径のよりよい測定値が得られるにつれ、氷だけではその半径に説明がつかないことが分かってきた。惑星の半径を説明するためには、質量の10%に当たる水素とヘリウムからなる大気の層が必要である[2][3]。この考えで、氷の核を仮定する必要はなくなり、惑星はスーパーアースであると考えられる[13]

スピッツァー宇宙望遠鏡を用いた惑星の輝度温度の測定からは、この惑星の大気は熱力学的に非平衡な状態である可能性が指摘されている。この観測では、惑星の昼側の大気は一酸化炭素が多く、逆にメタンは少ないことが示唆された。惑星の温度を考慮すると、大気中の炭素は一酸化炭素よりもメタンの状態にいる方が多いと考えられていたため、この結果は予期せぬものであった[14][15][16][17]

2015年6月には、グリーゼ436bの大気が蒸発していることが報告された[18]。蒸発している大気は惑星の周りに巨大なガスの雲を形成し、主星からの輻射によって14×106kmの長い尾を引いている[19]

軌道の特徴[編集]

軌道周期は、わずか2日と15.5時間である。グリーゼ436bの軌道平面は、主星の赤道面とはずれていると推定されている[16]

グリーゼ436bは比較的大きな軌道離心率を持っているが、惑星系の進化モデルとは一致しない。長い期間にわたってこの離心率を維持するためには、他の惑星の存在を考える必要がある[2][20]

2017年12月にネイチャー誌に発表された論文では、グリーゼ436bの軌道は主星の赤道面に対してほぼ垂直であるという報告がされている[21]。これによると、この惑星が持つ大きな軌道傾斜角と離心率は、未検出の惑星との重力的な相互作用の結果だと考えられる。この重力的な相互作用ではグリーゼ436bの軌道の内側への移動も起こったとされ、これによって大気の散逸が引き起こされたと考えられる。

関連項目[編集]

出典[編集]

  1. ^ a b c LHS 310”. Simbad. Centre de Données astronomiques de Strasbourg. 2007年11月28日閲覧。
  2. ^ a b c d e f g h Drake Deming; Joseph Harrington; Gregory Laughlin; Sara Seager; Navarro, Sarah B.; Bowman, William C.; Karen Horning (2007年). “Spitzer Transit and Secondary Eclipse Photometry of GJ 436b”. arXiv:0707.2778 [astro-ph]. 
  3. ^ a b c Bean, J.L. et al. (2008年). “A Hubble Space Telescope transit light curve for GJ 436b”. Astronomy & Astrophysics. http://www.aanda.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/articles/aa/abs/2008/30/aa10013-08/aa10013-08.html. 
  4. ^ Confirmed, Pont, F.; Gilliland, R. L.; Knutson, H.; Holman, M.; Charbonneau, D. (2008年). “Transit infrared spectroscopy of the hot neptune around GJ 436 with the Hubble Space Telescope”. arXiv:0810.5731v1 [astro-ph]. 
  5. ^ Maness et al. (2006年). “The M Dwarf GJ 436 and its Neptune-Mass Planet”. Submitted to Publications of the Astronomical Society of the Pacific. http://xxx.lanl.gov/abs/astro-ph/0608260. 
  6. ^ Butler et al. (2004年). “A Neptune-Mass Planet Orbiting the Nearby M Dwarf GJ 436”. The Astrophysical Journal 617: 580?588. doi:10.1086/425173. http://www.iop.org/EJ/article/0004-637X/617/1/580/60944.html. 
  7. ^ Coughlin, Jeffrey L.; Stringfellow, Guy S.; Becker, Andrew C.; Mercedes Lopez-Morales; Fabio Mezzalira; Tom Krajci (2008年). “New observations and a possible detection of parameter variations in the transits of Gliese 436b”. arXiv:0809.1664v1 [astro-ph]. 
  8. ^ Brian Jackson; Richard Greenberg; Rory Barnes (2008年). “Tidal Heating of Extra-Solar Planets”. arXiv:0803.0026v1 [astro-ph]. 
  9. ^ a b M. Gillon et al. (2007年). “Detection of transits of the nearby hot Neptune GJ 436 b” (PDF). Astronomy and Astrophysics 472 2: L13-L16. http://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2007/35/aa7799-07.pdf. 
  10. ^ Shiga, David (2007年5月6日). “Strange alien world made of "hot ice"”. New Scientist. http://space.newscientist.com/article/dn11864-strange-alien-world-made-of-hot-ice-and-steam.html 2007年5月16日閲覧。 
  11. ^ Fox, Maggie (2007年5月16日). “Hot "ice" may cover recently discovered planet”. Science News (Scientific American.com). http://www.reuters.com/article/scienceNews/idUSN1621607620070516 2008年8月6日閲覧。 
  12. ^ H. Lammer et al. (2007年). “The impact of nonthermal loss processes on planet masses from Neptunes to Jupiters”. Geophysical Research Abstracts 9 (07850). http://www.cosis.net/abstracts/EGU2007/07850/EGU2007-J-07850.pdf?PHPSESSID=1eb3a7a98603083dda25d18001ea2a33.  By analogy with Gliese 876 d.
  13. ^ E. R. Adams, S. Seager, and L. Elkins-Tanton (2008年2月). “Ocean Planet or Thick Atmosphere: On the Mass-Radius Relationship for Solid Exoplanets with Massive Atmospheres” (PDF). The Astrophysical Journal 673: 1160?1164. doi:10.1086/524925. http://occult.mit.edu/_assets/documents/publications/Adams2008ApJ673_1160.pdf 2008年8月6日閲覧。. 
  14. ^ Stevenson, KB; Harrington, J; Nymeyer, S et al. (2010年4月22日). “Possible thermochemical disequilibrium in the atmosphere of the exoplanet GJ 436b”. Nature 464 (7292): 1161–1164. arXiv:1010.4591. Bibcode 2010Natur.464.1161S. doi:10.1038/nature09013. PMID 20414304. http://www.nature.com/nature/journal/v464/n7292/full/nature09013.html. 
  15. ^ GJ436b - Where's the methane? Archived 2010-05-14 at the Wayback Machine. Planetary Sciences Group at the University of Central Florida, Orlando
  16. ^ a b Knutson, Heather A. (2011年). “A Spitzer Transmission Spectrum for the Exoplanet GJ 436b”. Astrophysical Journal 735, 27: 27. arXiv:1104.2901. Bibcode 2011ApJ...735...27K. doi:10.1088/0004-637X/735/1/27. 
  17. ^ LINE, Michael R.; VASISHT, Gautam; CHEN, Pin; ANGERHAUSEN, D.; YANG, Yuk L. (2011年). “Thermochemical and Photochemical Kinetics in Cooler Hydrogen Dominated Extrasolar Planets”. Astrophysical Journal 738, 32: 32. arXiv:1104.3183. Bibcode 2011ApJ...738...32L. doi:10.1088/0004-637X/738/1/32. , abstract in the arXiv titled "Thermochemistry and Photochemistry in Cooler Hydrogen Dominated Extrasolar Planets: The Case of GJ436b"
  18. ^ D. Ehrenreich; V. Bourrier; P. Wheatley; A. Lecavelier des Etangs; G. Hébrard; S. Udry; X. Bonfils; X. Delfosse et al. (2015年6月25日). “A Giant Comet-like Cloud of Hydrogen Escaping from the warm Neptune-mass Exoplanet GJ 436b”. Nature 522: 459–461. arXiv:1506.07541. Bibcode 2015Natur.522..459E. doi:10.1038/nature14501. PMID 26108854. http://www.nature.com/nature/journal/v522/n7557/full/nature14501.html. 
  19. ^ Bhanoo, Sindya N. (2015年6月25日). “A Planet with a Tail Nine Million Miles Long”. New York Times. https://www.nytimes.com/interactive/projects/cp/summer-of-science-2015/latest/exoplanet-tail 2015年6月25日閲覧。 
  20. ^ Bean, Jacob L.; Andreas Seifahrt (2008年). “Observational Consequences of the Recently Proposed Super-Earth Orbiting GJ436”. arXiv:0806.3270v2 [astro-ph]. 
  21. ^ Bourrier, Vincent et al. (2018年). “Orbital misalignment of the Neptune-mass exoplanet GJ 436b with the spin of its cool star”. Nature 553 (7689): 477–480. arXiv:1712.06638. Bibcode 2018Natur.553..477B. doi:10.1038/nature24677. https://www.nature.com/articles/nature24677. 

主な論文[編集]