英研究チーム「新たな謎…小さな星の周りで巨大惑星が形成されるのは理論で説明できない」
数百光年離れた場所にある、太陽の5分の1の大きさの赤色矮星（red dwarf、TOI-6894）の周りで、土星級のガス型系外惑星（TOI-6894b）が発見された。研究チームは、「これまで発見された中で最も小さい星の周りでとらえられた巨大惑星であり、既存の惑星形成理論では説明できない新たな謎だ」と述べた。
英国ウォーリック大学のエドワード・ブライアント博士らの研究チームは5日、科学誌『ネイチャー・アストロノミー（Nature Astronomy）』で、「米航空宇宙局（NASA）の系外惑星探査衛星『TESS（TESSTransiting Exoplanet Survey Satellite）』とヨーロッパ南天天文台（ESO）の超大型望遠鏡（VLT）を通じて、TOI-6894周辺で巨大系外惑星の信号を検出した」と発表した。
ブライアント博士は「TOI-6894bは、これまで発見された中で最も小さな星を周回する巨大系外惑星だ」と述べ、「この発見は、巨大惑星が形成される極限条件の理解に重要な転換点となるだろう」と語った。
TOI-6894は、天の川銀河で非常に一般的な小型の赤色矮星で、質量は太陽の20%程度だ。既存の惑星形成理論では、このような小さな星は通常、大きな惑星を形成または維持する条件を満たしていないとされている。
研究チームは、NASAのTESSが観測した9万1,000以上の赤色矮星の周りにある巨大惑星を探す研究の中で、VLTを用いた追加観測を通じてTOI-6894bをとらえた。TESSは、系外惑星が恒星の前を通過する際に光が遮られる現象（トランジット）を分析して惑星を探査する。
TOI-6894bは半径が土星に似ているが、密度が低く、質量は土星の50%程度だ。温度は、類似の巨大系外惑星のほとんどが1,000～2,000Kの「ホットジュピター（Hot Jupiter）」であるのに対し、420Kと比較的低い。
特に注目されるのは、中心星の質量が太陽の20%と非常に小さい点だ。TOI-6894は、これまで巨大惑星を持つことが確認された星の中で最も質量が小さく、その質量は以前に確認された最小の星の60%程度にすぎない。
研究チームは、このような小さな星の周りにどのように巨大なガス型惑星が形成されたのか、現在広く受け入れられている惑星形成理論である核集積理論（core accretion theory）では説明できないと指摘した。
この理論では、原始星の周りで塵などが集まって核が形成され、核が大きくなるにつれて周囲のガスを引き寄せて大気を形成し、質量が十分に大きくなると爆発的なガス集積段階を経て巨大ガス惑星になると説明されている。
しかし、研究チームは「この理論によれば、質量の小さい星の周りではガスや塵などが十分に大きな核を形成できず、巨大惑星の形成が困難であるため、TOI-6894bを説明するには別の理論が必要だ」と述べた。
さらに、「現在、利用可能なデータではどの理論もTOI-6894bの形成過程を説明できない」とし、「今後1年以内に行われるジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）によるTOI-6894bの大気観測から、惑星形成過程に関する手がかりが得られることを期待している」と述べた。
共同研究者のダニエル・ベイリス教授は「天の川銀河にある恒星の多くはTOI-6894のように質量が小さく、これまでこうした恒星には巨大惑星が存在しないと考えられていた」と述べ、「TOI-6894bの発見は、天の川銀河内の巨大惑星の数の推定に大きな影響を与える可能性がある」と語った。
◆ 出典：『Nature Astronomy』、Edward Bryant et al.、「A transiting giant planet in orbit around a 0.2-solar-mass host star」、https://www.nature.com/articles/s41550-025-02552-4
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