発表のポイント

• 地上望遠鏡による直接撮像観測および視線速度観測と宇宙望遠鏡による固有運動情報を組み合わせ、近傍（地球から約55光年）の赤色矮星を周回する伴星を新たに検出し、その質量（木星の約60倍）と軌道長半径（約4.3天文単位）を精密に決定しました。
• 本成果は、すばる望遠鏡における赤外線分光装置 IRD を用いた戦略枠プログラム（IRD-SSP）によるドップラー法観測、ケック望遠鏡の高コントラスト撮像観測、ガイア宇宙望遠鏡の位置天文データを組み合わせる事によって実現しました。
• 新たに検出された伴星は晩期T型の褐色矮星と推測され、近赤外線で約30%の光度変動を示すことを確認しました。大気における雲や循環の研究対象となる「ベンチマーク天体」として、将来有望な観測対象です。
• ヒッパルコス衛星とガイア衛星の位置天文データを利用した星の加速度情報と系外惑星の直接撮像を組み合わせて新規天体を検出、さらに質量を精密に制限する手法はこれまでに確立されていました。本研究はヒッパルコス衛星ではほとんど検出できなかった暗い近傍赤色矮星系に対し、ガイア衛星のみの加速度情報を適用させて検出された初めての成果になります。

研究内容

私たちの銀河で最も多い恒星は、太陽より小さく冷たい「M型星（赤色矮星）」です。銀河系の恒星の過半数を占めるとされるこれらの星は、星・惑星形成進化の研究において重要なターゲットです。しかし、近傍の天体ですらM型星は非常に暗いためこれまで詳細な観測はあまり行われておらず、M型星は7割以上が単独で存在すると考えられてきました。しかし、近年は観測装置の技術的発展もあり、褐色矮星^*1や低質量星を伴うケースが過小評価されていた可能性も指摘されています。その様に、M型星まわりの伴星や惑星の統計は未解決の問題です。特に、褐色矮星は惑星と恒星の中間に位置する質量を持ち、こうした伴星の存在頻度や質量分布を明らかにすることは、惑星形成と恒星形成の違いや共通点を理解する上で不可欠ですが、統計的にM型星周りにどれくらい存在するのかはよく分かっていません。

　アストロバイオロジーセンター、カリフォルニア州立大学ノースリッジ校、ジョンズホプキンス大学をはじめとする国際研究チームは、地球から約55光年離れたM型星LSPM J1446+4633（以下J1446）を周回する、伴星型の褐色矮星J1446Bを直接撮像で発見しました(図1)。この天体は木星の約60倍の質量を持ち、地球 – 太陽間の約4.3倍という主星に比較的近い軌道を約20年かけて公転しています。さらに、赤外線波長で約30％もの明るさの変動が確認され、雲や嵐などの惑星大気現象が起きている可能性が示唆されました。

　この発見の鍵は、３つの異なる観測手法を組み合わせたことです。①すばる望遠鏡^*3の赤外線分光観測モニタリングによる視線速度測定^*2、②ケック望遠鏡^*3による高解像度赤外線撮像、そして③ガイア衛星^*4による精密な位置測定を利用したJ1446の天球面上での加速度測定です。これらの観測量を組み合わせてケプラーの法則を利用した解析を行うことで、J1446系の力学的質量とJ1446Bの軌道を精密に決定しました(図2)。視線速度の観測だけでは質量と軌道傾斜角のパラメータが縮退しているため不確定性が残りますが、直接撮像とガイアのデータを加えることでその問題を解消でき、軌道を精密に求めることができました。特に視線速度観測は、すばる望遠鏡に搭載された赤外線高分散分光装置 IRD を用いた戦略枠プログラム（IRD-SSP）におけるモニタリング観測中に得られたデータが不可欠でした。ケック望遠鏡では地球大気による星像の歪みを高度に補正するピラミッド波面センシング技術を用いた補償光学装置が今回の直接撮像検出に大きく貢献しました。

 また、ヒッパルコス衛星^*4とガイア衛星の位置天文データを利用した星の加速度情報と系外惑星の直接撮像を組み合わせて新規天体を検出、さらに質量を精密に制限する手法はこれまでにも確立されていましたが、本研究では、過去のヒッパルコス衛星ではほとんど検出できなかった暗い赤色矮星に対し、より暗い天体の位置まで精密測定できるガイア衛星のみの加速度情報を伴星軌道フィッティングに適用させて、伴星の軌道や力学的質量を精密に制限する事に成功した初めての褐色矮星伴星です。

　今回の発見は、褐色矮星の形成シナリオを検証するための重要なベンチマークとなります。将来の分光観測により、この褐色矮星の天候マップを描くことができるでしょう。今回の成果は、地上望遠鏡と宇宙望遠鏡の協力が、太陽系の外に潜む未知の世界を解き明かす強力な武器となることを示しています。

　本研究成果は、米国の天文学誌「アストロノミカル・ジャーナル」に2025年10月20日付で掲載されました (“Direct Imaging Explorations for Companions from the Subaru/IRD Strategic Program II; Discovery of a Brown-dwarf Companion around a nearby Mid-M-dwarf LSPM J1446+4633 ” by Uyama et al., DOI: 10.3847/1538-3881/ae08b6)

研究助成：

本研究は、科学研究費助成事業（課題番号：24K07108, 24K07086）の支援を受けて実施されました。すばる望遠鏡に搭載された赤外線高分散分光装置IRDは、科学研究費助成事業（課題番号：18H05442, 15H02063, and 22000005）の支援を受けて開発を行いました。

用語解説：

*1：褐色矮星は典型的には木星のおよそ13から80倍程度の質量を持つ天体を指し、星のような水素の持続的な核融合を起こせません。一般向けには「恒星になり損ねた星（failed star）」と表現されることもありますが、その形成過程は依然として謎に包まれています。また木星のようなガス惑星と同様に時間経過で冷えていくため、惑星形成の研究対象としても重要です。

*2：星の運動によって星のスペクトルがドップラー効果で変動する事を利用した観測手法です。

*3：すばる望遠鏡、ケック望遠鏡はハワイ島にあるマウナケア山の山頂に設置された口径8-10m級の大型望遠鏡です。

*4 ：ガイア衛星は天の川銀河の天体の詳細な3次元マップを作成することを目的とし、2013年に打ち上げられた位置天文学衛星です。非常に高精度に位置を決めることができるため、星の固有運動を元に伴星や惑星の存在を調べるアストロメトリ法への適用が期待されます。ヒッパルコス衛星はガイア衛星の前身となるような位置天文学衛星で、1989年に打ち上げられました。

論文情報：

雑誌： Astronomical Journal 
タイトル：Direct Imaging Explorations for Companions from the Subaru/IRD Strategic Program II; Discovery of a Brown-dwarf Companion around a nearby Mid-M-dwarf LSPM J1446+4633
著者：Uyama, T.; Kuzuhara, M.; Beichman, C.; Hirano, T.; Kotani, T.; An, Q.; Brandt, T. D. et al.
DOI：10.3847/1538-3881/ae08b6

関連リンク：

2025年10月21日　国立天文台ハワイ観測所プレスリリース

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発表のポイント：

• 原始惑星「ぎょしゃ座AB星b」に物質が落ち込んでいる（質量降着の）証拠を欧州南天天文台の8メートル望遠鏡（VLT）による分光観測で発見した。
• 惑星から光のスペクトルは、若い恒星への質量降着の証拠となるものと類似しており、原始惑星で質量降着を示す最初の発見。
• これは、数例しかない原始惑星の中でも、この惑星が円盤中に埋もれた最も若い原始惑星であることの強い証拠となる。

概要：

生命を育む地球のような小型岩石惑星や木星のような巨大ガス惑星は、太陽のような恒星のまわりで生まれます。その誕生の場は、原始惑星系円盤と呼ばれるガスと塵の薄い円盤状の天体です。原始惑星系円盤は、太陽質量に限らず、重い星や軽い星の若い段階において普遍的に見られ、すばる望遠鏡のような8m級望遠鏡（可視光・赤外線）やアルマ望遠鏡（電波）によって、その詳細な姿が2010年代から明らかになってきました。

しかし、円盤の中の微細な構造（隙間構造や渦巻腕構造）から間接的に惑星の存在が示される例は多数発見されていますが、円盤中に生まれたばかりの惑星（原始惑星）の姿を直接に捉えることは、PDS70 bやc、ぎょしゃ座AB星 b(AB Aur b)など、これまで数例でしか成功していません。これは、原始惑星の多くは原始惑星系円盤に埋もれているため、惑星によって円盤に隙間が出来て見易くなったり、あるいは、円盤の真上からでないと見えなかったりするためと考えられます。また、原始惑星は、周りの円盤から質量を集めて惑星に成長しつつある天体と考えられますが、埋もれている円盤からその質量降着の様子を詳細に分光観測した例はPDS70の惑星系しかありません。

今回、アストロバイオロジーセンター、米国テキサス大学サン・アントニオ校らの研究者を中心とする国際研究チームは、VLT望遠鏡に搭載されたた多天体分光器MUSE（ミューズ）を用いた分光観測により、AB Aur bからの水素原子輝線の検出に成功しました。この輝線は、原始惑星を取り囲む周惑星円盤への質量降着の証拠と考えられます。

背景：

太陽系を超えた遠方にある惑星 (系外惑星) は、1995 年の最初の発見以降、6000個以上も発見されています。その多くは、我々の太陽系にある8個の惑星とは大きく違った性質を持っています。そのような多様な系外惑星はどのようにして生まれ、どのように進化し、あるものは地球のような生命を宿す惑星になれるのでしょうか？　この謎を解明するためには、惑星が生まれる現場で、今まさに生まれている若い惑星をとらえることが不可欠です。しかし、観測的な困難さから、年齢が数100万年程度の若い惑星の観測は極めて限られていました。

生命を育む地球のような小型岩石惑星や木星のような巨大ガス惑星は、太陽のような恒星のまわりで生まれます。その誕生の場は、「原始惑星系円盤」と呼ばれる塵とガスの薄い円盤状の天体です。原始惑星系円盤は、太陽質量に限らず、重い星や軽い星の若い段階において普遍的に見られ、すばる望遠鏡などの8m級望遠鏡やアルマ望遠鏡によって、その詳細な姿が2010年代から明らかになってきました。しかし、円盤の中の微細な構造（隙間構造や渦巻腕構造）から間接的に惑星の存在が示される例は多数発見されていますが、円盤中に生まれたばかりの若い惑星（原始惑星）の姿を直接に捉えることは、年齢400万年のPDS70 bやc、年齢が200万年のAB Aur bなど、数例でしか成功していません。後者は、すばる望遠鏡によって2022年に発見されました(注１)。これは、原始惑星の多くは原始惑星系円盤に埋もれているため、惑星によって円盤に隙間が出来て見易くなったり、あるいは、円盤の真上からでないと見えなかったりするためと考えられます。また、原始惑星は、周りの原始惑星系円盤から質量を集めて惑星に成長しつつある天体と考えられますが、埋もれている円盤から原始惑星へ質量降着する様子を詳細に分光観測した例はありません。

研究成果：

今回、アストロバイオロジーセンター（ABC）、東京大学、国立天文台、工学院大学、米国テキサス大学サン・アントニオ校、北京大学らの研究者を中心とする国際研究チームは、VLT望遠鏡に搭載されたた多天体分光器MUSE（ミューズ）を用いた分光観測により、ぎょしゃ座AB星bからの水素原子輝線（Hα輝線）の検出に成功しました。図１は、その水素原子輝線の面分布を表したものです。

この輝線は、原始惑星を取り囲む「周惑星系円盤」への質量降着の証拠と考えられます。一般に、水素原子輝線は若い星やその周辺に多く見られます。とりわけ、原始惑星系円盤にも物質が降着しているため、円盤からの水素原子輝線が拡がっています。私たちが狙っているのは、その円盤にまだ埋もれている、もっと小さな原始惑星を取り囲む周惑星系円盤への物質の落ち込みです。多天体分光器は、天球上に面状に広がった天体の分光観測ができるため、円盤に埋もれた原始惑星の、円盤に起因する放射成分と惑星に起因する放射成分を同時に分光観測できる理想的な装置です。また、可視光で南米チリの良好なシーイングを活かした高解像度（最高で0.3秒角）かつ高い波長分解能（λ/Δλ～3000）の分光観測が出来る点がユニークです。この能力によって、原始惑星と原始惑星系円盤を明確に区別したスペクトルを得ることができました。

今回の観測で、まさにすばる望遠鏡で発見された原始惑星の位置に水素原子輝線が発見されました。そのスペクトルの形状（逆はくちょう座P星プロファイル（注２））は、同様の質量降着を起こしているTタウリ型星（注３）で見られるものと類似していました（図２）。このような形状の水素原子輝線が発見された原始惑星は、これまでAB Aur bだけです。これは、ぎょしゃ座AB星の年齢が約200万年と非常に若く、惑星のまわりにはまだ多量の物質が見られるため、このぎょしゃ座AB星周りの惑星、AB Aur b は、今まさに生まれつつある惑星、いわゆる「原始惑星」であることを強くサポートします。このようなスペクトルが得られている原始惑星は他にはPDS70 bとcしかなく、原始惑星系としては2例目、円盤中に埋もれた原始惑星としては初めての観測になります。（PDS70 b,cは円盤の空隙中にあります。）

AB Aur b は、木星の約4倍の質量をもち（注４）、主星から地球-太陽間距離の93倍も離れた軌道を公転しています。このような恒星から離れた巨大惑星は太陽系には存在しませんが、どのようにして生まれたのでしょうか？標準的な惑星系形成モデルでは、若い星のまわりの原始惑星系円盤で微惑星が成長し、それがさらに多量の物質を集めて木星のような巨大惑星が形成されるというモデルです。形成後に惑星が主星の近くや遠くに移動したり、散乱したりする可能性も示唆されています。しかし、今回の発見は、惑星移動が起こる間もない時期に、主星から遠く離れた位置で巨大な原始惑星が誕生したことを示しており、標準モデルでも惑星移動・散乱モデルでも説明できません。従って、今回の物質降着の証拠は、太陽系には無い種類の「遠方巨大惑星」は円盤中で自己重力により巨大惑星が形成されるという「重力不安定による惑星系形成」を強く支持します。

本研究成果は、米国の天文学専門誌『アストロフィジカルジャーナル・レター』に2025年9月2日付で掲載されました (Currie et al. "Images of embedded Jovian planet formation at a wide separation around AB Aurigae")。

用語解説：

(注１) すばる望遠鏡による、AB Aur の原始惑星の発見、および、そのまわりを取り巻く複雑な構造を持った原始惑星系円盤の詳細観測については、それぞれ2022年4月4日のアストロバイオロジーセンターとハワイ観測所および2011年2月17日のハワイ観測所プレスリリースをご覧ください。

(注２) 逆はくちょう座P星プロファイル：恒星表面から大量のガスが放出している「はくちょう座P星」という恒星のスペクトルが示す、輝線と吸収線が隣り合う特徴的なスペクトルを「はくちょう座P星プロファイル」と呼びます。「逆」はくちょう座P星プロファイルは、輝線と吸収線の順序が逆になっていて、恒星表面にガスが降着しているTタウリ型星(注３参照)でも見られるプロファイルです。

(注３)Tタウリ型星：恒星がガスの中で誕生し、周囲のガスが少なくなり可視光でも観測できるようになった若い恒星。まだ周囲のガスによる質量降着が進んでいるものもあり、1945年に新しい変光星として発表された恒星の典型がおうし座のT星であったため、このような若い恒星をTタウリ型星と呼びます。

(注４) 誤差を考慮すると、AB Aur b の質量は木星の約４〜９倍程度です。

発表雑誌：

雑誌名：Astrophysical Joural Letters
論文タイトル：”VLT/MUSE Detection of the AB Aurigae b Protoplanet with Hα Spectroscopy”
著者名：T. Currie et al.
DOI： 10.3847/2041-8213/adf7a0

関連リンク

• アストロバイオロジーセンター２０２２年４月５日プレスリリース
• 国立天文台ハワイ観測所２０２２年４月５日プレスリリース
• 国立天文台ハワイ観測所２０１１年２月１７日プレスリリース

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すばる望遠鏡の強力な補償光学システムにより、恒星 HIP 99770を周回する巨大なガス惑星が直接に撮像されました。この天体 HIP 99770 b は、位置天文衛星のデータを用いた間接的な探査と、直接撮像を組み合わせる方法で発見された最初の太陽系外惑星です。この新しい手法は、惑星の姿を「直接見る」のと同時に、惑星の質量と軌道を精密に測定することができます。将来、「第二の地球」を観測する上でも有望な手法です。

これまで5000個を超える太陽系外惑星（以下、系外惑星）が発見されています。しかし、そのほとんどは間接的な観測によるものです。つまり、惑星からの光を写真のように直接に画像としてとらえる「直接観測」ではなく、惑星の影響を受けている恒星自体を調べる方法です。

直接観測が困難な理由は、惑星が明るい恒星のすぐ近くを周回する暗い天体だからです。これまで、すばる望遠鏡やケック望遠鏡のような巨大望遠鏡によって、恒星から比較的離れた位置にある巨大惑星の直接撮像に成功していますが、惑星と呼べるほど軽く、かつ、恒星に近い天体の数はまだ20例程度しかありません。

近年でも、地球の大気揺らぎを極限まで直す超補償光学の登場で恒星と惑星を見分けるための解像度が向上したにも関わらず、直接観測による系外惑星の発見例はあまり増えていませんでした。その理由は、これまでの探査では有望な観測対象を絞りこむ良い手法が無く、多数の天体を観測してやみくもに探すという手法がとられていたためでした。

しかし、恒星の天球上での位置を精密に測定することができるガイア（GAIA）衛星の登場がこの状況を打開します。欧州宇宙機関（ESA）が打ち上げたガイア衛星と先任のヒッパルコス衛星による精密なアストロメトリ（位置天文学）のデータを利用して、惑星が存在する間接証拠を恒星の位置のふらつき（加速運動）から先に得ておき、有望天体のみを大望遠鏡と超補償光学を用いて直接撮像する手法が可能になったのです。すばる望遠鏡では、この手法で、これまでにも惑星ほど軽くはないものの、伴星型の褐色惑星をヒアデス星団に発見しています（ハワイ観測所 2022年12月20日 観測成果）。

今回、国立天文台・アストロバイオロジーセンターの研究者を中心とする国際研究チームは、すばる望遠鏡に搭載された超補償光学系SCExAO（スケックスエーオー）とこのアストロメトリを組み合わせる手法に基づき、新たな系外惑星HIP 99770 bの発見に成功しました（図１）。アストロメトリと連携した直接撮像で発見された最初の惑星です。

この惑星は、太陽の2倍程度の重さの恒星HIP 99770 Aを、太陽-地球間の距離の17倍離れて周回しています。軌道はわずかな楕円形状の可能性があります。

惑星の質量は木星の質量の約15倍と精密に求められました（注1）。通常の直接撮像観測では、惑星の明るさをモデルと比較することによって惑星質量を推定するため、大きな誤差があります。今回は、恒星のふらつきのデータを加味した力学質量と明るさに基づく質量の両方の情報から、わずか1木星質量程度の誤差で質量を精密に求めることができました。

HIP 99770 bは、主星からの距離が近く、主星との明るさの差（コントラスト）も大きいため、将来のローマン宇宙望遠鏡や、TMTなどの30メートル級望遠鏡の高いコントラスト性能を検証する上で最適な天体となることが期待されます。研究チームの田村元秀教授 (東京大学/アストロバイオロジーセンター)は「本研究の手法で、新たな系外惑星の発見が続くでしょう。次世代の望遠鏡と補償光学を用いた将来の観測では、この手法で「第二の地球」が観測されることも夢ではありません」と語ります。

本研究成果は、米国の科学誌『サイエンス』に2023年4月13日付で掲載されました (Currie et al. “Direct Imaging and Astrometric Detection of a Gas Giant Planet Orbiting an Accelerating Star”)。

（注1）通常、惑星の質量は約13木星質量以下とされていますが、この恒星は太陽よりかなり重いため、恒星の星周円盤から15木星質量の惑星が誕生することは不思議ではありません。実際にHIP 99770系の恒星と惑星の質量比は、既存の巨大惑星系の質量比と同程度です。従って、この天体は恒星になれなかった星、褐色矮星、ではなく、確実な惑星と考えられます。

（関連リンク）

国立天文台 2023年4月14日 プレスリリース 
ハワイ観測所 2023年4月13日　プレスリリース
東京大学 2023年4月14日 プレスリリース 

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In a breakthrough discovery, the Subaru Telescope’s powerful extreme adaptive optics system has imaged a massive benchmark gas giant planet around the nearby, bright star HIP 99770. The object, HIP 99770 b, is the first extrasolar planet jointly discovered by direct imaging and the new method of indirect detection, precision astrometry. This new approach for finding imageable planets simultaneously measures their weight, orbits and even their atmosphere. It prefigures the way that we will someday identify and characterize an Earth twin around a nearby star. 

“We are now in a new era for imaging other worlds,” says Thayne Currie, lead author of the ground-breaking paper published in Science.

Direct imaging is a method that will someday reveal an Earth-like exoplanet around a nearby star. In the past 14 years, large ground-based telescopes equipped with adaptive optics (AO) to sharpen starlight have taken key steps towards this goal, revealing the first direct images of Jupiter-like gas giant exoplanets. These discoveries draw from so-called blind surveys: targets are selected based on system properties like age and distance but are otherwise unbiased. Unfortunately, the low yields of these blind surveys show that exoplanets we can image with current telescopes are rare. 

Direct imaging searches focused on stars showing dynamical evidence for a planet may greatly increase the rate of imaging discoveries. Precision astrometry — measuring the position and motion of stars on the sky — could identify which stars are being pulled by the gravitational influence of an unseen companion and thus may host planets we can image. 

An international research team led by Subaru Telescope, the University of Tokyo, the University of Texas-San Antonio, and the Astrobiology Center of Japan report the world’s first joint direct imaging and astrometric discovery of an exoplanet, using Subaru Telescope’s extreme adaptive optics system (SCExAO; Note 1) coupled with its near-infrared spectrograph (CHARIS) combined with astrometry from European Space Agency’s Gaia mission and its predecessor, Hipparcos. The planet was imaged around the nearby bright star HIP 99770, located in the constellation Cygnus.

“Once we knew which star to look at, Subaru’s extreme adaptive optics system was able to sharpen starlight so well that our infrared instruments could see the faint planet hinted at by Gaia and Hipparcos” notes Olivier Guyon, the Principal Investigator of SCExAO.

The planet – HIP 99770 b – is about 100,000 times fainter than the star it orbits. Its CHARIS spectrum, combined with follow-up imaging from the W.M. Keck Observatory, reveals an atmosphere shaped by water and carbon monoxide, with a temperature about 10 times hotter than Jupiter’s. Its atmosphere resembles an older and slightly less cloudy counterpart to the atmospheres of the first imaged planets, HR 8799 bcd.

By jointly analyzing data from the Subaru Telescope, Keck, Gaia and Hipparcos, the team was able to directly measure the planet’s mass and constrain its orbit. HIP 99770 b is about 14-16 times the mass of Jupiter in our own Solar System, and orbits a star that is nearly twice as massive as the Sun. The planet’s orbit is three times larger than Jupiter’s around the Sun or just over half of Neptune’s distance from the Sun. However, it receives nearly the same amount of light as Jupiter because it’s host star is far more luminous than the Sun. 

“Combining direct imaging from Subaru and Keck with precision astrometry tells us far more about planets like HIP 99770 b than was previously possible,” says Currie.

The discovery has broader implications for the field of extrasolar planets. HIP 99770 b was detected as a part of a SCExAO direct imaging program using Gaia data to identify stars being gravitationally pulled by unseen planets. While many results are currently unpublished, their detection rate so far appears much higher than from previous blind surveys.

“This approach is a better way to find planets that we can then image and study in detail. As our instruments are improving, more will be found,” says Guyon.

The combined approach will also allow us to find an Earth-like planet around a nearby star with upcoming ground-based observatories like the Thirty Meter Telescope or space-based ones like the Habitable Worlds Observatory. Such a planet will be much closer to its star than any planet imaged to date and so will spend a large amount of time either in front or behind that star, making it impossible to see. 

“The indirect detection method will point us to a star around which a rocky, terrestrial planet could be imaged. Once we know when to look, we hope to learn whether this planet has an atmosphere compatible with life as we know it on Earth,” says Motohide Tamura, Professor of the University of Tokyo.

The Subaru Telescope and the W. M. Keck observatory are located at the summit of Maunakea in Hawai`i, an inactive volcano known for its unsurpassed qualities as an astronomy site and its deep personal and cultural significance to many Native Hawaiians.

“Maunakea is the best place on the planet Earth to see other worlds. We are extremely grateful for the privilege of being able to study the heavens from this mountain,” says Currie.

These results appeared as Currie et al. “Direct Imaging and Astrometric Detection of a Gas Giant Planet Orbiting an Accelerating Star” in Science on April 13, 2023.

(Note 1) With ground-based telescopes, the images of celestial objects appear out of focus and shaky, as if looking out from underwater, due to the effects of the Earth’s atmosphere. Extreme adaptive optics corrects the turbulence caused by the Earth’s atmosphere in real time with exceptional precision, making the Subaru Telescope produce extremely sharp images.

(Related Links)

NAOJ April 14, 2023 Press Release 

Subaru Telescope April 13, 2023 Press Release

The University of Tokyo April 14, 2023 Press Release 

The University of Texas-San Antonio April 13, 2023 Press Release

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すばる望遠鏡の超高コントラスト補償光学システムを利用した観測により、太陽のような恒星を周回する褐色矮星の姿が捉えられました。直接撮像に加えて位置天文衛星などのデータを組み合わせる新しい手法を用いて、この天体 HIP 21152 Bの正確な質量を求めた結果、質量が精密に決まっている褐色矮星の中では、最も軽く、惑星質量に迫る天体であることが明らかになりました。HIP 21152 Bは、巨大惑星と褐色矮星の進化やその大気の研究をする上で重要な基準(ベンチマーク)天体になると期待されます。

褐色矮星(注1)は、恒星と惑星の中間の質量を持つ、太陽系には存在しない種類の興味深い星です。木星のような巨大惑星と軽い褐色矮星はほとんど同じ性質を持つと期待されるため、巨大惑星の進化や大気を調べる上でも、褐色矮星は重要な存在です。

褐色矮星には、宇宙空間を単独で漂う「孤立型」と、恒星を周回する「伴星型」の2種類が存在します。1995年に最初の褐色矮星が発見されてから、数千個の褐色矮星が見つかっていますが、伴星型の褐色矮星の頻度は100 個の恒星あたりに数個ほどと希少です。そのため、天文学者は、伴星型の褐色矮星を発見する方法について頭を絞ってきました。

アストロバイオロジーセンター、国立天文台、東京工業大学、カリフォルニア大学サンタバーバラ校、NASAなどの研究者で構成される国際共同研究チームは、伴星型褐色矮星と惑星を効率的に発見するための方法を新たに構築し、すばる望遠鏡による撮像探査を進めてきました(ハワイ観測所 2020年12月 観測成果)。この探査では、銀河系内の恒星が独自の速度を持って運動することによる「固有運動」の情報を利用します。ある恒星を伴星が周回する場合、その恒星の固有運動が伴星の重力の影響で「加速」します。ただ、褐色矮星や惑星のような軽い伴星によって引き起こされる速度変化は非常に小さいため、その測定は困難でした。

しかし、ヨーロッパの位置天文衛星「ガイア」(注2)によって転機が訪れます。ガイア望遠鏡は、1990年代に活躍したヒッパルコス衛星の後継機ですが、両望遠鏡の測定値の差を測ることで、固有運動の微小な加速を導出することが可能になりました(図2左)。研究チームは、両望遠鏡のデータを利用して、太陽系近傍にある恒星の固有運動の加速を調べ、巨大惑星や褐色矮星の伴星が存在する可能性のある複数の恒星を選出しました。そして、すばる望遠鏡の最新の高コントラスト観測装置であるSCExAO（スケックス・エーオー）とCHARIS（カリス）を用いた観測を進め、恒星HIP 21152を周回する褐色矮星「HIP 21152 B」を直接撮像により発見しました。

さらに、研究チームは、すばる望遠鏡やケック望遠鏡による合計4回の直接撮像と、岡山188cm望遠鏡の分光器HIDES (ハイデス) による恒星HIP 21152の視線速度観測、そして、位置天文衛星による固有運動データを組み合わせることで、HIP 21152 Bの軌道を決定しました。伴星の軌道が決まると、ケプラーの法則が示すようにその質量を推定できます。軌道解析（図2右）からHIP 21152 B の質量は、木星の22￢～36 倍と決定されました。これほど精密に質量が決定された褐色矮星の例はまだ20例程度しかありません（注3）。また、質量が精密に決まっている褐色矮星の中では、最も軽く、惑星質量に迫る天体であることが明らかになりました(注4)。

HIP 21152 B は褐色矮星や巨大惑星の大気の研究の上で重要な天体となるでしょう。本研究では、HIP 21152 B のスペクトルも取得され（図3）、その大気の特徴がL型とT型と呼ばれる褐色矮星のスペクトル型を遷移する型に分類されることが示されました。T型の大気ではメタンによる強い吸収が見られますが、L型の大気ではそれがほとんど見えません。この変化は大気の温度や雲の存在と強く関係しており、直接撮像されているHR 8799の惑星も類似したスペクトルを示しています。この点でもやはり、HIP 21152 Bの質量や年齢という最も基本的な特徴が正確に決まっていることが重要になります。研究を率いたアストロバイオロジーセンターの葛原昌幸特任助教は、「本研究の結果、どのような質量の天体がいつ、HR 8799の惑星やHIP 21152 B でみられているような大気の特徴を示すのか、という観点で、巨大惑星と褐色矮星の大気を調べることが可能になりました。HIP 21152 Bは、今後の天文学・惑星科学の進展で重要な役割を果たすベンチーマーク（基準）になると期待されます」と語ります。

新しい着眼点に基づいた惑星や褐色矮星の探査を進める本研究プロジェクトは現在も進行中です。また、すばる望遠鏡の直接撮像装置も継続して改良が行われており、新しい光学機能の運用開始が予定されています。本研究プロジェクトが目指す効率的な探査計画の進展とすばる望遠鏡の観測装置の開発や改良により、今後も様々な重要天体が発見されることが期待されます。

本研究成果は、米国の天体物理学誌『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ』に2022年7月27日付で掲載されました (Kuzuhara et al., “Direct-imaging Discovery and Dynamical Mass of a Substellar Companion Orbiting an Accelerating Hyades Sun-like Star with SCExAO/CHARIS“)。また、論文誌の中から際立った研究を紹介するAAS Nova でも紹介されました (Featured Image: First Images of a Substellar Companion in the Hyades)。

（注１）「褐色矮星の定義は複数存在しますが、一般には木星のおよそ13倍から80倍の質量を持つ天体を褐色矮星とみなします。そのような質量の天体では、（恒星と異なり）水素の核融合が起こらず、（惑星と異なり）重水素の核融合が起こります。一方、質量以外では、重い惑星と軽い褐色矮星はほとんど同じ性質を示すと考えられています。

（注２）ガイアは2013年に打ち上げられた高精度アストロメトリ測定のための宇宙望遠鏡で、様々な恒星の地球からの距離や固有運動を高精度で測定しています。

（注３）これまで、褐色矮星の質量を推定するために主に用いられてきたのは「進化モデル」を利用した方法です。進化モデルは褐色矮星の年齢の変化に応じた光度や温度を示したもので、観測で得られた光度や温度から褐色矮星の質量が決まります。しかしこの手法では、年齢 (一般的に、主星や所属する星団の年齢が褐色矮星と等しいと仮定) や進化モデルの不定性のために、得られる褐色矮星の質量が不正確になります。HIP 21152 Bはヒアデス星団に所属するため年齢の不定性による影響は少ないですが、進化モデルの不定性の影響は依然として残ります。進化モデルを利用してHIP 21152 B質量を推定した場合は、軌道解析から決定された質量の1.3倍大きな値が得られました。

（注４）本研究成果と同時期にヨーロッパの研究チームがHIP 21152 Bの撮像に独立に成功しています (myScience記事)。一方、HIP 21152 Bが伴星であることの証明や、その力学的な質量を導出したのは本研究が初めてです。

（注５）分子の吸収波長帯の表示には、ジュネーブ大学が提供するウェブツールを参考にしています。

（関連リンク） 国立天文台ハワイ観測所 2022年12月21日　プレスリリース 

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すばる望遠鏡に搭載された強力な系外惑星観測装置により、今まさに生まれつつある、木星のような巨大な原始惑星が存在する証拠が初めて発見されました。ぎょしゃ座 AB 星という、年齢約 200 万年の若い星の周りで見つかった本惑星は、ガスや塵が降り積もりつつある「原始惑星」の最初の撮像例と見なされ、惑星形成理論に重要な示唆を与えています。

太陽系の８個の惑星に対し、太陽系を超えた遠方にある惑星 (系外惑星) は、1995 年の最初の発見以降、約 5000 個も見つかっています。太陽系の惑星とは大きく違った性質を持った系外惑星はどのようにして生まれ、どのように進化し、あるものは地球のような生命を宿す惑星になれるのでしょうか？　この謎を解明するためには、惑星が生まれる現場で、今まさに生まれている惑星をとらえることが不可欠です。しかし、観測的な困難さから、年齢が 100 万年程度の若い惑星の観測は極めて限られていました。

惑星が、若い恒星 (主星) のまわりに見られる円盤状の構造、つまり、原始惑星系円盤で生まれることは 1980年代から知られていました。2010年代のすばる望遠鏡の観測や、最近のアルマ望遠鏡の観測から、原始惑星系円盤のギャップ (隙間) や渦巻腕などの構造が多数発見され、それらは円盤の中で惑星が生まれている間接的な証拠と考えられています。しかしながら、円盤から生まれたばかりの惑星は、これまで一例しか画像としてとらえられていません。その若い惑星をもつ PDS70 は年齢が約 400 万年の若い星です。しかし、その「若い惑星」PDS70b は、原始惑星系円盤の「ギャップの中」に位置しており、そのまわりから物質が落ち込んでいるとしても限定的です。つまり、PDS70b は、形成の最終段階にある、進化の進んだ惑星と考えられます (注１)。

今回、ハワイ観測所、NASA、東京大学、アストロバイオロジーセンターらの国際研究チームは、すばる望遠鏡に搭載された超補償光学系 (注２) を用いた観測により、ぎょしゃ座 AB 星 (AB Aur) の原始惑星系円盤に埋もれた、大量の物質が降り積もりつつある「原始惑星」を世界で初めて撮像により発見することに成功しました (図１)。この天体の存在は、ハッブル宇宙望遠鏡の赤外線カメラを用いた追観測でも確認されました。

「すばる望遠鏡の超補償光学系の優れた能力によって、原始惑星と円盤を明確に区別することができました」と、装置責任者のオリビエ・ギュヨン博士は語っています。

一般に、円盤に埋もれた惑星と円盤の小さな構造を区別することは困難です。しかし、円盤からの光は反射によって偏り (偏光) が生じるため、偏光観測により、主星からの光を反射して光る円盤と、自身で光を放つ惑星を区別することができます。そこで、すばる望遠鏡の超補償光学系による偏光観測を行ったところ、発見された天体が円盤中の微細構造ではないことが確認できました。また、同じ超補償光学系に搭載された可視光装置により、この惑星に多量の水素ガスが落ち込んでいることが示されました。

主星の年齢が約 200 万年と非常に若く、惑星のまわりにはまだ多量の物質が見られるため、この惑星、AB Aur b は、今まさに生まれつつある惑星、いわゆる「原始惑星」の最初の例と考えられます。同時に、すばる望遠鏡やアルマ望遠鏡でこれまでに発見された、AB Aur を取り巻く原始惑星系円盤のギャップや渦巻腕などの構造の原因が、惑星による円盤への影響であることを実証したことになります (注３)。

AB Aur b は、木星の約４倍の質量をもち (注４)、主星から地球-太陽間距離の 93 倍も離れた軌道を公転しています。このことから、「AB Aur b は、太陽系の木星型惑星とは異なる惑星系形成モデルの証拠となります」と、本研究の主著者のセイン・キュリー博士は語ります。

太陽系の惑星の形成は、いわゆる標準的な惑星系形成モデルで上手く説明できます。これは、若い星のまわりの原始惑星系円盤で微惑星が成長し、それがさらに多量の物質を集めて木星や土星のような巨大惑星が形成されるというモデルです。形成後にこれらの惑星が主星の近くや遠くに移動したり、散乱したりする可能性も示唆されています。しかし、今回の発見は、惑星移動が起こる間もない時期に、主星から遠く離れた位置で巨大な原始惑星が誕生したことを示しています。このような遠方の巨大原始惑星の形成は、標準モデルや惑星移動・散乱モデルでは説明できません。むしろ、円盤中で自己重力により巨大惑星が形成されるという「重力不安定による惑星系形成」の確たる例と考えられます。

「ぎょしゃ座 AB 星とすばる望遠鏡との付き合いは長きにわたります。すばる望遠鏡は 2004年にこの星を取り囲む渦巻状円盤を発見し、2011年にはギャップやリングといった円盤の構造も発見しました。ただ、いずれも惑星自体は検出できませんでした。今回、長らくの夢であった、円盤に埋もれている原始惑星の発見に遂に成功したのです」と共同研究者の田村元秀教授 (東京大学) は振り返ります。

すばる望遠鏡はハワイのマウナケア山頂域にあり、そこは天文学にとって最高の場所であるだけでなく、ハワイ先住民にとって重要な土地でもあります。

「マウナケアは太陽系を超えた世界を見るための地球上で最高の場所です。このような場所で宇宙を研究できることに私たちは深く感謝しています」とキュリー博士は述べています。


本研究成果は、英国の科学誌『ネイチャー・アストロノミー』に2022年4月4日付で掲載されました (Currie et al. “Images of embedded Jovian planet formation at a wide separation around AB Aurigae“)。

(注１) この惑星系では、別の惑星候補 PDS70c の存在も指摘されていますが、水素輝線でしか見えておらず、惑星自体からの直接の光は見えていないと考えられています。他の惑星系の若い惑星候補もありますが、惑星と円盤の一部との区別が難しく、確実に惑星といえるものはまだ見つかっていません。

(注２) 地上の望遠鏡は、地球大気の影響であたかも水中から外の景色を見るように天体の像がピンボケで揺らいで見えます。超補償光学系は、地球大気による天体像の乱れを極限的にリアルタイムで補正し、すばる望遠鏡をあたかも宇宙に置いたような、綺麗な天体像を実現します。検出器としては、CHARIS という撮像分光器と VAMPIRES という可視光偏光装置を用いました。

(注３) すばる望遠鏡による、AB Aur のまわりを取り巻く複雑な構造を持った原始惑星系円盤の詳細観測については、2011年2月17日のハワイ観測所プレスリリースをご覧ください。

(注４) 誤差を考慮すると、AB Aur b の質量は木星の約４倍〜９倍程度です。

すばる望遠鏡について 
すばる望遠鏡は自然科学研究機構国立天文台が運用する大型光学赤外線望遠鏡で、文部科学省・大規模学術フロンティア促進事業の支援を受けています。すばる望遠鏡が設置されているマウナケアは、貴重な自然環境であるとともにハワイの文化・歴史において大切な場所であり、私たちはマウナケアから宇宙を探究する機会を得られていることに深く感謝します。

■関連リンク

• 国立天文台 2022年4月5日 プレスリリース
• すばる望遠鏡 2022年4月5日 プレスリリース
• 東京大学 2022年4月5日 プレスリリース
• 世界で最も鮮明な惑星誕生現場の画像 ～巨大惑星が描く円盤の模様を写す～ （2011年2月17日 ハワイ観測所 観測成果）
• すばるが写し出した、うずまき状の惑星誕生現場 (2004年4月18日 ハワイ観測所 観測成果)

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ハワイ大学、アストロバイオロジーセンターの研究者を中心とした研究チームは、すばる望遠鏡等を用いた観測により、若いＭ型矮星に付随する、年齢 200 〜 500 万年ほどの惑星「2M0437b」を発見しました。2M0437b はこれまで見つかった太陽系外惑星の中で最も若い惑星で、年齢が約 46 億年の地球と比べると、生まれたての赤ちゃんのような惑星です。観測から2M0437b の質量は木星の３～５倍と見積もられ、このような「スーパージュピター」が小質量星のまわりでどのように形成されるのかを解明する上で貴重な研究対象となっています。

太陽系外惑星 (系外惑星) のほとんどは、主星 (恒星) の観測から間接的に惑星の存在を検出する「間接法」によって見つかっています。これは、惑星が非常に暗いため、近くにある明るい主星の光と分離して直接観測することが難しいからです。今回発見された惑星の主星「2M0437」は、地球から約 420 光年離れたおうし座星形成領域にある、生まればかりの恒星で、付随する惑星も同年齢と見なされます。一般に、若い惑星は形成時の熱を帯びているので近赤外線で明るく輝きます。研究チームは、すばる望遠鏡の近赤外線分光撮像装置 IRCS と補償光学装置 AO188 を用いた観測を2018年に実施し、2M0437 から 0.9 秒角離れた位置にある 2M0437b を直接撮像で発見しました (図１)。

2M0437b が背景の星ではなく、確かに 2M0437 を周回する惑星であることを確かめるための追観測には、すばる望遠鏡のほか、同じマウナケアにあるケック望遠鏡などが使用されました。約３年にわたる観測で天体の動きを精密に追う事により、二つの天体が互いの重力で結ばれた惑星系であることが確認されました。

IRCS などで観測された明るさから、2M0437b の質量は木星質量の３〜５倍程度と見積もられています。これは直接撮像観測で見つかった系外惑星の中でも最も軽い部類で、すばる望遠鏡と補償光学の威力が遺憾なく発揮されたと言えるでしょう。また、この惑星系の年齢は 200〜500 万年と推定されており、確実に惑星と呼べる、10 木星質量以下の天体の中では最も若い惑星が発見されたことになります (注１)。

従来の惑星形成理論では、M型矮星のような質量の小さな星の場合、2M0437bのような巨大惑星が数百万年という短期間で、主星からある程度離れた位置（今回は約100天文単位）に形成されるのは難しいと考えられています。2M0437b は巨大惑星がどこでどのように形成されるのかを解明する上で極めて貴重な観測対象であり、惑星形成の研究に重要な示唆を与える存在になるでしょう。

研究の主導者の一人である平野照幸助教 (自然科学研究機構アストロバイオロジーセンター/国立天文台ハワイ観測所) は、「惑星からの光を直接捉えることで系外惑星が発見された例はあまり多くなく、年齢が 1000 万年を下回る惑星にいたっては数例しか見つかっていません。今回発見された惑星はその中でも特に若く、非常にユニークな惑星系です。今後、すばる望遠鏡に加えて、ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡 (2021年末に打ち上げ予定の赤外線望遠鏡) などによるさらなる観測で惑星の大気などを調べ、生まれたての惑星がどのような性質を持っているのか明らかにしたいと考えています」と展望を語っています。

本研究は、英国天文学専門誌『王立天文学会月報』に10月26日付で掲載されました (Gaidos et al. “Zodiacal Exoplanets in Time (ZEIT) XII: A Directly-Imaged Planetary-Mass Companion to a Young Taurus M Dwarf Star“)。

(注１) 「惑星」と「褐色矮星」の境界領域にあたる、10 木星質量を上回る天体まで含めると、2M0437b と同程度かそれよりもわずかに年齢の若い天体はこれまでにも報告されています。

すばる望遠鏡について：
すばる望遠鏡は自然科学研究機構国立天文台が運用する大型光学赤外線望遠鏡で、文部科学省・大規模学術フロンティア促進事業の支援を受けています。すばる望遠鏡が設置されているマウナケアは、貴重な自然環境であるとともにハワイの文化・歴史において大切な場所であり、私たちはマウナケアから宇宙を探究する機会を得られていることに深く感謝します。

（関連リンク）

国立天文台すばる望遠鏡　2021年10月23日(JST) プレスリリース

ハワイ大学（英語)2021年10月22日(HST) プレスリリース

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すばる望遠鏡の新しい系外惑星撮像装置と系外惑星を直接に探査するための新しいアイデアを組み合わせることにより、これまでより効率的に恒星を周回する新天体を発見することが可能になりました。そして、この手法による最初の超低質量天体HD 33632 Abが発見されました。この天体は既知の系外惑星と比較する上でも重要です。

すばる望遠鏡のSCExAO（スケックスエーオー）とCHARIS（カリス）は系外惑星や恒星まわりの円盤を観測するための最新鋭装置です。SCExAOは、あたかもすばる望遠鏡を大気の揺らぎのない宇宙に打ち上げたようなシャープな星像を作る極限的な補償光学系、CHARISは天空の微小な面の各点のスペクトルを一度に取得できる面分光の機能を持ちます。この両者を組み合わせることによって、これまでにない高いコントラストで天体を撮像し、同時にそのスペクトルを観測することが可能になります。このシステムは約2年間にわたってすばる望遠鏡で調整を進められ、いくつかの天体の観測で既に成果を挙げてきました（注1）。今回、国立天文台やアストロバイオロジーセンターの研究者を含む国際研究チームにより、この新システムによって超低質量天体（褐色矮星；注2）HD 33632 Abが新たに発見されました（図1）。HD 33632 Abは、年齢は15億年と太陽よりは多少若いものの、それ以外の特徴は我々の太陽と似ている恒星を周回しています。ぎょしゃ座の方向、地球から86光年の距離にあります。

SCExAOとCHARISによる観測は2018年10月に行われ、その一ヶ月後にケック望遠鏡でも観測が行なわれました。その結果、恒星（中心星）から20天文単位しか離れていない距離に、HD 33632 Abが見つかりました。そして、COVID-19の影響を受けつつも、2020年8月31日と9月1日に、さらに時間をかけて追試観測が行われました。これにより、HD 33632 Abが単なる背景星ではなく、その主星に重力的に束縛された新天体であることが証明できました。CHARISにより得られたHD 33632 Abのスペクトルはいくつかの山と谷からなる形をしています（図2左）。これはHD 33632 Abの大気中に存在する水や一酸化炭素のガスによるものです。

「新装置によって得られた非常にシャープな画像のおかげで、HD 33632 Abが発見されただけでなく、天球上での正確な位置や天体の大気の性質を解明するためのスペクトルまで得られました」と、NASAエームズ研究所に所属し、ハワイ観測所を併任する本研究の主著者のセイン・キュリー博士は語ります。

HD 33632 Abの発見には、これまでの系外惑星直接探査の問題であった検出率の低さを克服するための新しいアプローチが利用されました。恒星を周回する惑星や褐色矮星は、その重力により微小ながらも中心星を周期的にふらつかせます。2013年に打ち上げられた位置天文観測衛星ガイアによって、中心星の運動を、天球面上の位置の変化として測ることが可能になりました。本研究チームは、ガイアのデータを利用して、軌道半径の大きな惑星や褐色矮星を伴っていそうな恒星を選び出し、直接観測による探査を進めています。HD 33632 Abの検出はまさに、このアプローチが効果的であることを証明したといえます。

「HD 33632 Abは、天球面上での星のふらつきを目当てにして発見した最初の褐色矮星です。これまでの褐色矮星探しは運試しのようなものでしたが、今回は勝算の高い探査が可能になりました」と、ガイアデータに詳しい共同研究者のティモシー・ブラント博士（カリフォルニア大学・サンタバーバラ校助教授）が語ります。

ガイアなどで観測された中心星の運動と、すばる望遠鏡/ケック望遠鏡で観測されたHD 33632 Abの位置の変化から、HD 33632 Abの軌道を解析した結果（図2右）、ケプラーの法則によるHD 33632 Abの力学的な質量は、木星の約46倍と見積もられました。惑星と褐色矮星を区別する際に、通常その質量が木星の13-14倍以下である場合は惑星と呼んでいます。HD 33632 Abの質量はこの境界値よりも大きく褐色矮星の範囲になりますが、軌道の離心率は低く、これまで直接撮像で発見された惑星と同様の傾向を示します。

2008-2010年に最初に撮像され、直接撮像で最も詳しく調べられている惑星系であるHR 8799の系外惑星を理解するために、HD 33632 Abは重要な天体になるでしょう。年齢4千万年のHR 8799に対し、HD 33632はずっと年老いています。しかし、質量が大きく表面重力も大きいので、HD 33632 Abの表面温度はHR 8799の惑星とほぼ同じになります(注3)。一方、HD 33632 Abの質量は力学的に良く決定され、HR 8799の惑星の質量もいろいろな手法で制限が付いています。つまり、HD 33632 AbとHR 8799の惑星は、異なる年齢や重力のため温度が違う超低質量星（惑星や褐色矮星）の大気の違いを理解するために最適な天体と言えるでしょう。

「HR8799系のような系外惑星の大気はモデル化が難しいことで有名で、厚い雲のような特異な性質を持っていると考えられています。今回の新天体は、このような複雑な系外惑星の大気を理解するためにも重要です」とキュリー博士は述べています。

これまでの直接撮像の探査による惑星と褐色矮星の検出率は、数パーセント程度と非常に低いものでした（注4）。本研究チームは、位置天文観測衛星のデータを利用した新しい手法で探査観測を行なっています。この探査はまだ始まったばかりですが、研究チームはすでに複数の新しい有望な候補を見つけており、過去の探査観測よりも高い頻度で惑星と褐色矮星を発見できると期待しています。

「この新装置による観測は、すばる望遠鏡でAO188とHiCIAO装置を用いて成功したSEEDSの発見をさらに拡大するでしょう。SCExAOとCHARISのコンビによって、すばる望遠鏡は系外惑星と褐色矮星の直接観測の最先端にとどまり続けるでしょう」と共同研究者の田村元秀教授（東京大学/アストロバイオロジーセンター）と葛原昌幸特任助教（アストロバイオロジーセンター）はSCExAO/CHARISへの期待を語っています。

本研究成果は、米国の天体物理学誌『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ』(2020年11月30日付) に掲載されました (Currie et al., “SCExAO/CHARIS Direct Imaging Discovery of a 20 au Separation, Low-Mass Ratio Brown Dwarf Companion to an Accelerating Sun-like Star“)。

(注１) SCExAO と CHARIS による研究成果として、原始惑星系円盤の観測 「すばる望遠鏡が写し出す、惑星が隠れた若い惑星系の姿」などがあります。

(注２) 褐色矮星は、その質量が軽すぎるために恒星になれなかった星です。

(注３) 木星のような巨大惑星の場合、一般的に若い惑星の方が温度は高いことが期待されます。また惑星よりも質量の大きな褐色矮星の方が温度が高いと考えられます。HR 8799の惑星は若いため、より質量の大きな褐色矮星であるHD 33632Abに近い温度をしていると考えられます。

(注４) 過去の直接撮像探査としては、すばる望遠鏡のSEEDSプロジェクトや、共にチリにある Gemini (ジェミニ) 望遠鏡の GPI (ジーパイ) や VLT (ブイエルティー) の SPHERE (スフィア) による観測などがありますが、これらの探査による惑星と褐色矮星の伴星の検出率は数パーセント程度でした。

関連リンク

すばる望遠鏡　プレスリリース

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