わずか6.5光年離れた褐色矮星連星に木星のような雲帯が発見される

[モバイルソフトウェア：BoKeYuan] 天文学者たちは、最も近い既知の褐色矮星であるルーマン16Aが、木星や土星に似た雲帯の兆候を示していることを発見した。科学者が偏光測定法を使って太陽系外の大気雲、つまり太陽系外雲の特性を調べたのはこのときが初めてだ。褐色矮星は惑星より重いが恒星より軽い天体で、通常、質量は木星の13～80倍です。ルーマン 16A は、2 番目の褐色矮星であるルーマン 16B を含む連星系の一部です。太陽系から6.5光年離れており、アルファケンタウリとバーナード星に次いで、地球から3番目に近い恒星系です。

どちらの褐色矮星も質量は木星の約 30 倍で、ルーマン 16A とルーマン 16B は質量と温度 (約 1,900°F または 1,000°C) が似ており、おそらく同時期に形成されたにもかかわらず、天候は著しく異なっています。ルーマン 16B には、静止した雲の帯の兆候は見られませんが、代わりに、より不規則な雲の証拠が見られます。そのため、ルーマン 16A とは異なり、ルーマン 16B は雲のような特徴により明るさが大きく変化します。研究チームの一人、シナイ山宇宙望遠鏡科学研究所のジュリアン・ジラール氏は次のように語った。

地球と金星のように、これらの天体は気候が大きく異なる双子であり、ケイ酸塩やアンモニアなどの雨が降る可能性があり、実際にはかなり悪天候になることがあります。研究者たちはチリの超大型望遠鏡の機器を使って、ルーマン16システムからの偏光を研究した。偏光は光波が振動する方向を示す光の特性です。偏光サングラスは一方向の偏光を遮断し、ぎらつきを軽減してコントラストを向上させます。 「このまぶしさを遮断しようとするのではなく、測定しようとした」とカリフォルニア州パサデナにあるカリフォルニア工科大学（Caltech）の主執筆者マックス・ミラー・ブランチャー氏は述べた。

光が雲滴などの粒子から反射すると、特定の偏光角に偏ることがあります。天文学者は、遠方の系からの偏光を測定することで、褐色矮星の雲の構造を直接解析することなく、雲の存在を推測することができます。たとえ光年離れていても、偏光を利用することで光の進路上でどのような光に遭遇したかを判断することができます。光が途中で何に遭遇したかを判断するために、私たちは観測結果をさまざまな特性のモデルと比較しました、と研究チームの一人、オーランドのセントラルフロリダ大学の Theodora Karalidi 氏は言います。

固体の雲、縞模様の雲の帯、さらには急速な自転により平らになった褐色矮星の大気。研究では、雲の帯を含む大気モデルのみがルーマン 16A の観測結果と一致することが判明しました。偏光測定技術は褐色矮星に限定されません。遠くの恒星を周回する太陽系外惑星にも適用できます。高温の巨大ガス惑星の大気は褐色矮星の大気と似ています。太陽系外惑星は比較的暗く、恒星に非常に近いため、その偏光特性を測定することはより困難だが、褐色矮星から得られる情報は将来の研究に役立つ可能性がある。

2021年に打ち上げ予定のNASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、ルーマン16のようなシステムを研究し、雲の特徴を示す赤外線の明るさの変化の兆候を探すことができるようになる。天体物理学ジャーナルに掲載された研究によると、NASAの広域赤外線サーベイ望遠鏡（WFIRST）には、偏光測定が可能なコロナグラフが搭載され、反射光で巨大な太陽系外惑星を検出し、最終的にはその大気中の雲の兆候を見つけることができる可能性があるという。

ボー・ケ・ユアン調査/出典: 欧州宇宙機関/ハッブル情報センター

この研究は天体物理学誌に掲載された。

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