宇宙で何百万年も続く「エコー」の謎

古代の地震波とそれを私たちがどのように「聞く」か

2つの惑星の衝突のシミュレーション（写真：NASA）。

宇宙の形成の歴史において、惑星同士の衝突は珍しい現象ではありません。初期の太陽系は宇宙の戦場のようで、惑星、衛星、小惑星が互いに衝突し、特に月の表面には何千もの大小の衝突クレーターが残されました。

しかし、これらの衝突は単なる表面の痕跡以上のものを残します。 2025年初頭に発表された新たな研究によると、それらは惑星内部深くで数百万年続く地震振動を引き起こし、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）のような高性能光学機器で検出できるくすぶった「エコー」を作り出す可能性がある。

カリフォルニア大学バークレー校の理論物理学者JJザナッツィ博士が主導したこの研究では、2つの巨大ガス惑星の衝突、すなわち若くて小さな惑星と、より大きくて古い惑星の衝突をシミュレーションした。

研究チームの目標は、衝突によって地球から測光的に（つまり明るさを測定）観測できるほどの大きさで、十分に長く続く地震波が発生したかどうかを調べることだ。

JWSTは地震波を直接記録するわけではないが、非常に高い精度で光を測定できるため、惑星から放射される光の小さな変化を検出することは十分に可能である。これは内部の地震振動の結果です。

振動には主に、f モード (水面の波のような表面振動) と p モード (音波のような圧力振動) の 2 つのタイプがあります。これらの変動は惑星の大気に影響を及ぼすだけでなく、核の奥深くまで広がり、時間の経過とともに惑星の輝き方を変えます。

惑星ベータ・ピクトリスbと先史時代の衝突の「エコー」

ベータ・ピクトリスbは、現在でも余震が存在する可能性があることを示唆する研究の対象となっている（写真：Sci-news）。

具体的な研究対象は、地球から約 63 光年離れた位置にあり、質量が木星の約 13 倍で、年齢がわずか 1,200 万～ 2,000 万年である巨大で若い惑星、ベータ ピクトリス b です。

研究チームは、海王星と同程度の質量（地球の17倍の質量に相当）を持つ惑星がβがか座bに衝突するというシナリオをシミュレーションした。

結果は、衝突が大量の重金属（地球の質量の100～300倍）の蓄積に寄与しただけでなく、惑星の寿命に相当する期間続く可能性のある地震振動も生み出したことを示しています。

もし衝突が900万年から1800万年前に起こったのであれば、それらの振動は今も存在し、JWSTによって検出できる可能性がある。

物質の密度や地層構造など、惑星の内部構造に関する情報を提供するだけではありません。これらの振動は、惑星の形成と進化を追跡するのに役立ち、太陽系外惑星の地震学における新たな研究方向を切り開きます。

この研究はまた、衝突だけでなく、主星からの潮汐重力による軌道移動も、特に軌道離心率の大きいガス惑星において、惑星の振動モードを刺激する可能性があることを示唆している。

これは、地球から数十光年離れた宇宙の遠く離れた惑星の内部からの信号を人類が「聞く」ことを可能にする、新しいアプローチだと考えられている。

出典: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/bi-an-ve-tieng-vang-keo-dai-hang-trieu-nam-trong-vu-tru-20250510081629043.htm