太陽系外惑星の「虹」を初めて観測

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CHEOPS宇宙望遠鏡は、鉄の雨を降らせる太陽系外惑星WASP-76bに虹色の光の同心円環を検出した。

太陽系外惑星WASP-76bとその大気中の虹のようなハローのシミュレーション。画像：ATG/ESA — 太陽系外惑星WASP-76bとその大気中の虹のようなハローのシミュレーション。画像： *ATG/ESA*

天文学者たちは、太陽系外惑星（太陽系外の惑星）で、虹のような色鮮やかな気象現象であるハローの証拠を初めて発見したと、 IFLサイエンス誌が4月5日に報じた。この新たな研究は、天文学・天体物理学誌に掲載された。

ハローは、虹色の光の同心円状の輪で、外側が赤、内側が紫です。ハローも水滴が光を曲げることによって形成されますが、虹とは異なり、後方散乱光は水滴を透過して屈折するのではなく、水滴間で回折します。この現象は、中世の絵画に描かれた聖人の頭の周りにあるハローに似ていることから、このように呼ばれています。

「コロナがこれまで太陽系外で観測されたことがないのには理由があります。この現象には非常に特殊な条件が必要です。まず、ほぼ完全な球形で、完全に均質で、長期間観測できるほど安定した大気粒子が必要です。惑星に近い恒星が直接光を当て、観測機器（今回の場合はCHEOPS宇宙望遠鏡）を正しい方向に向ける必要があります」と、本研究の筆頭著者であり、ポルトガル天体物理学・宇宙科学研究所の天文学者オリヴィエ・ドゥマンジョン氏は述べています。

太陽系外惑星WASP-76bは主星に非常に近く、高温であるため、鉄の雨が降ると考えられています。この近さにより、WASP-76bの片側は潮汐固定されており、常に主星に面している「昼側」は、最高2,400℃の温度に達します。もう片側の「夜側」は常に宇宙に面しており、より低温ですが、温度差によって強い風が吹きます。昼夜の境界付近では、昼側で蒸発した金属が凝縮し、鉄の雨となって降り注ぎます。

CHEOPS宇宙望遠鏡がWASP-76bで観測した現象が稀有な栄光であることを確認するには、さらなる証拠が必要です。もしこれが事実であれば、少なくとも3年間存在してきた完全な球状の水滴でできた雲の存在、あるいはこれらの雲が絶えず補充されていることを示唆することになります。もし雲の寿命が長いのであれば、WASP-76bの大気温度も時間とともに安定していたはずです。これは非常に興味深い情報であり、通常は混沌とした状態にあると考えられている太陽系外惑星の安定性を示唆しています。

新たな発見は、太陽系外惑星の専門家が、液体の湖や海に反射する星の光など、遠方の惑星でも同様の光現象を研究できることを示唆しています。これは、太陽系外生命体の探査において重要な意味を持ちます。