Turning Planetary Theory Upside Down [科学系よもやま話]
今日は、ＥＳＯ（ヨーロッパ南天天文台：Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ）の４月１３日付プレスリリースをご紹介します。
『Turning Planetary Theory Upside Down（リンク）』
その内容は、母星の時点方向と公転方向が逆行する逆行惑星を６個つも発見したというものです。
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太陽系外トランジット惑星系（地球から見て惑星が主星の前面を通過する惑星系）の主星の自転方向と惑星の公転方向。右下のＷＡＳＰ ５ｂは比較として載せた通常の軌道方向を持つ惑星。
『Credit: ESO/A. C. Cameron』
実は、母星の時点方向と逆行して公転する惑星が、初めて発見されたのは、２００９年とごく最近の事です（ＨＡＴ-Ｐ-7ｂ）。因みに逆行とは、主星の自転軸に対して惑星の公転軸が９０度以上傾いて惑星が公転している状態なので、自転軸と公転軸が１８０度反対向きという訳ではありません。写真にようにかなり傾いた軌道も逆行と言います。また、ＨＡＴ-Ｐ-7ｂについての詳しい報告は、国立天文台のスバル望遠鏡観測結果で見ることが出来ます。
『すばる望遠鏡、主星の自転に逆行する太陽系外惑星を発見（リンク）』
さて、太陽系では、全ての惑星は太陽の自転方向と同じ向きに公転しています。惑星誕生のメカニズムは全てが明らかになっている訳ではありませんが、恒星系は原始星と共に回転する原始惑星系円盤の中で形成されると考えられています。この場合、惑星は主星の自転する向きとほぼ同じ向きで公転するはずです。実際の太陽系でも惑星の公転軸と太陽の自転軸は10度以内に収まっています。というより、太陽系を元にこのモデルを構築したという方が正しいのかな？
しかし、惑星の公転軸と恒星の自転軸が一致しない場合も、理論的には示唆されています。例えば、惑星散乱モデルと言われるのが、複数の巨大惑星が重力緩衝によってお互いをはじき飛ばしすモデルです。他にも古在移動モデルでは、伴星によって惑星の軌道の傾きが振動した結果、惑星の公転軸がもとの軸から大きく傾き、場合によっては逆行する可能性が示唆されています。
しかし、逆行惑星は、あくまでイレギュラーな存在だと考えられていました。しかし、今回の報告では、観測した９個の太陽系に対して調査した所、２７個の系外惑星のうち、６個が逆行惑星だっというのです。もしかして、宇宙では逆行がメジャーなのでしょうか？
どうやらそうでは無さそうです。今回、地球から見て太陽系外惑星が主星を横切る惑星系（太陽系外トランジット惑星系）を観測したのですが、当然大きな惑星が主星の近くを廻る惑星系が観測しやすいため、観測した９つ全ての惑星系はホットジュピターなんです（というより、現在発見されている惑星の多くは、ホットジュピターか離心率の大きいエキセントリック・プラネット）。つまり、逆行する惑星は、ホットジュピターにおいて決して珍しい存在ではないのかもしれません。しかし、全ての惑星系で成り立つとまでは言えないんですね。
因みにホットジュピターとは、太陽系外惑星のうち、恒星の至近距離（太陽系だと水星の軌道程度）を、高速・短周期で公転している木星級のサイズの巨大ガス惑星です。太陽系ではガス惑星は木星や土星のように恒星から離れた軌道を廻るのに対して、強烈な恒星光を浴びるホットジュピターは表面が高温になっていると予想されるので、熱い木星、ホットジュピターと呼ばれています。太陽系外惑星として観測しやすいので、多くのホットジュピターが見つかっています。
今回、逆行が観測されたホットジュピターは、前述の通り主星の極めて近くを公転しています。これまでは木星の様に恒星から離れた場所でできた後、重力相互作用により主星に近い軌道へ徐々に移動したという考えが有力でした。しかし、これだと逆行はしませんね。そこで筆者らは、かなり初期に惑星間の重力干渉により、生成途上で軌道が変化した可能性を指摘しています。その後、潮汐摩擦によって、どんどん主星に引き寄せられ、主星に近い不規則に傾いた奇妙なかたちの軌道に落ち着いたと考えているそうです。
そして、軌道が落ち着くまでの間、内側の軌道を廻っていた、地球型の岩石惑星などを次々に飲み込んできた可能性も示唆しています。なんだか高速道路を逆送する車みたいで怖いですね～＾＾；
『Turning Planetary Theory Upside Down（リンク）』
その内容は、母星の時点方向と公転方向が逆行する逆行惑星を６個つも発見したというものです。
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太陽系外トランジット惑星系（地球から見て惑星が主星の前面を通過する惑星系）の主星の自転方向と惑星の公転方向。右下のＷＡＳＰ ５ｂは比較として載せた通常の軌道方向を持つ惑星。
『Credit: ESO/A. C. Cameron』
実は、母星の時点方向と逆行して公転する惑星が、初めて発見されたのは、２００９年とごく最近の事です（ＨＡＴ-Ｐ-7ｂ）。因みに逆行とは、主星の自転軸に対して惑星の公転軸が９０度以上傾いて惑星が公転している状態なので、自転軸と公転軸が１８０度反対向きという訳ではありません。写真にようにかなり傾いた軌道も逆行と言います。また、ＨＡＴ-Ｐ-7ｂについての詳しい報告は、国立天文台のスバル望遠鏡観測結果で見ることが出来ます。
『すばる望遠鏡、主星の自転に逆行する太陽系外惑星を発見（リンク）』
さて、太陽系では、全ての惑星は太陽の自転方向と同じ向きに公転しています。惑星誕生のメカニズムは全てが明らかになっている訳ではありませんが、恒星系は原始星と共に回転する原始惑星系円盤の中で形成されると考えられています。この場合、惑星は主星の自転する向きとほぼ同じ向きで公転するはずです。実際の太陽系でも惑星の公転軸と太陽の自転軸は10度以内に収まっています。というより、太陽系を元にこのモデルを構築したという方が正しいのかな？
しかし、惑星の公転軸と恒星の自転軸が一致しない場合も、理論的には示唆されています。例えば、惑星散乱モデルと言われるのが、複数の巨大惑星が重力緩衝によってお互いをはじき飛ばしすモデルです。他にも古在移動モデルでは、伴星によって惑星の軌道の傾きが振動した結果、惑星の公転軸がもとの軸から大きく傾き、場合によっては逆行する可能性が示唆されています。
しかし、逆行惑星は、あくまでイレギュラーな存在だと考えられていました。しかし、今回の報告では、観測した９個の太陽系に対して調査した所、２７個の系外惑星のうち、６個が逆行惑星だっというのです。もしかして、宇宙では逆行がメジャーなのでしょうか？
どうやらそうでは無さそうです。今回、地球から見て太陽系外惑星が主星を横切る惑星系（太陽系外トランジット惑星系）を観測したのですが、当然大きな惑星が主星の近くを廻る惑星系が観測しやすいため、観測した９つ全ての惑星系はホットジュピターなんです（というより、現在発見されている惑星の多くは、ホットジュピターか離心率の大きいエキセントリック・プラネット）。つまり、逆行する惑星は、ホットジュピターにおいて決して珍しい存在ではないのかもしれません。しかし、全ての惑星系で成り立つとまでは言えないんですね。
因みにホットジュピターとは、太陽系外惑星のうち、恒星の至近距離（太陽系だと水星の軌道程度）を、高速・短周期で公転している木星級のサイズの巨大ガス惑星です。太陽系ではガス惑星は木星や土星のように恒星から離れた軌道を廻るのに対して、強烈な恒星光を浴びるホットジュピターは表面が高温になっていると予想されるので、熱い木星、ホットジュピターと呼ばれています。太陽系外惑星として観測しやすいので、多くのホットジュピターが見つかっています。
今回、逆行が観測されたホットジュピターは、前述の通り主星の極めて近くを公転しています。これまでは木星の様に恒星から離れた場所でできた後、重力相互作用により主星に近い軌道へ徐々に移動したという考えが有力でした。しかし、これだと逆行はしませんね。そこで筆者らは、かなり初期に惑星間の重力干渉により、生成途上で軌道が変化した可能性を指摘しています。その後、潮汐摩擦によって、どんどん主星に引き寄せられ、主星に近い不規則に傾いた奇妙なかたちの軌道に落ち着いたと考えているそうです。
そして、軌道が落ち着くまでの間、内側の軌道を廻っていた、地球型の岩石惑星などを次々に飲み込んできた可能性も示唆しています。なんだか高速道路を逆送する車みたいで怖いですね～＾＾；
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主星の自転と逆行する惑星って興味深いですね。
やはり何らかの大きな外因でそうなったのでしょうね。
by Loby (2010-04-17 09:41)
Loby さん、こんばんは。
これだけ主星に近く、逆行しているのですから、大きな要因があったのは、予想できますよね。
で、実際は何がどうなって、こうなっちゃったのか、非常に気になります。
by optimist (2010-04-19 22:01)
主星（太陽系ならば当然太陽）の重力（引力）の強弱が関係しているのかなあと思いますが、実際どうなのでしょうね。
by 北海道大好き人間 (2010-06-14 23:55)