米研究チーム「シリケート雲と周惑星円盤を持つ系外惑星を発見」
年齢がわずか1,600万年とされる太陽型の恒星の周囲で、シリケート雲（silicate clouds）を含む大気を持つ系外惑星と、塵やガスで構成された周惑星円盤（circumplanetary disk）内に存在する系外惑星が発見された。
米国宇宙望遠鏡科学研究所（STScI）のキーラン・ホック
博士の研究チームは11日、科学誌『ネイチャー（Nature）』で、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）を用いて、地球から約310光年離れた恒星「YSES-1」の周囲で2つの特徴的な系外惑星を観測したと発表した。1つは大気中にシリケート雲が広がっている「YSES-1c」であり、もう1つは塵やガスが渦巻く周惑星円盤の中に位置する「YSES-1b」だという。
研究チームは、この発見により、木星に似た系外惑星が形成される過程をリアルタイムで観測できる貴重な機会が得られたと説明している。また、若い系外惑星系と太陽系を比較することで、地球を含む太陽系の進化過程を解明する手がかりになると述べた。
YSES-1系は、地球から約310光年離れた位置にあり、年齢は約1,670万年と推定される。若くて太陽に似た恒星と、木星よりも大きい2つのガス惑星で構成されている。この2つの惑星は木星の約14倍と6倍の質量を持ち、それぞれ160AU（天文単位:地球と太陽との距離=1億5000万km）および320AUの距離から中心星YSES-1を周回している。
研究チームによれば、YSES-1bとYSES-1cはいずれも他の系外惑星よりも赤みを帯びており、特異な大気構造を持つと考えられてきた。これまでにもいくつかの望遠鏡でこの惑星系が観測されてきたが、機器の性能などの制約により詳細な観測は困難だったという。
今回の研究では、JWSTの分光観測装置を用いて、恒星YSES‑1の周囲を回る巨大ガス惑星YSES‑1bとYSES‑1cのスペクトルを直接観測し分析した。
研究チームは、「太陽系外に存在する若い巨大惑星を中赤外線で直接観測して研究することは、JWST以前には不可能だった」と述べ、「太陽型恒星の周囲に2つの巨大ガス惑星を持つYSES-1系は、系外惑星の初期進化を研究する上で理想的な天体だ」と語っている。
分析の結果、YSES-1cの大気にシリケート雲が存在することが直接観測により初めて確認された。また、雲の粒子サイズは0.1μm以下と推定され、鉄分（Fe）を含んでおり、雨のように惑星に降り注ぐ可能性もあるという。
YSES-1cより内側にあるYSES-1bの周囲では、惑星や衛星が形成される際に必要な塵のような物質を供給する周惑星円盤が発見された。
研究チームは、YSES-1系の年齢がまだ1,760万年に過ぎないが、通常この程度の年齢であれば恒星を取り巻く周惑星円盤はすでに消滅しているはずだと述べ、この発見は円盤がなぜこれほど長く存続できるのかという新たな疑問を提起すると語った。
ホック博士は、「この研究は、JWSTに搭載された観測機器NIRSpecが、YSES-1の周囲にある2つの系外惑星を同時に観測できるという仮定に基づいて、JWSTの打ち上げ前に計画されたものだ」とし、「今回得られた結果は、これまでで最も詳細な多恒星系のデータを提供しており、その仮定が正しかったことを証明している」と説明した。
さらに、「YSES-1の惑星は互いに非常に離れた軌道を持ち、現在の惑星形成理論ではその存在を十分に説明できない」とし、「特にYSES-1cの周囲にあるシリケート雲と、YSES-1bの周惑星円盤は、惑星の形成と進化に関するさらなる謎を加えている」と付け加えた。