私は「ふくらんだ」惑星というコンセプトが大好きだ！このカテゴリーに分類される太陽系外惑星は、一般的に木星と同じ大きさだが、質量は1/10だ！これらの太陽系外惑星は、主星の軌道の近くを公転する傾向があり、高温である。この海王星質量の太陽系外惑星は、低温だが密度はまだ低いと考えられてきた。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）は最近、その楕円軌道からの潮汐エネルギーが内部を攪拌し続け、膨張させていることを発見した。
WASP-107bの体積は木星の4分の3以上だが、他のふわふわした惑星と同様、質量は10分の1で、知られている惑星の中では最も密度が低い。しかし、その特異な性質は、ほとんどのふくらむ惑星が高温であるのに対し、WASP-107bは比較的低温であることだ。これは、その質量、半径、年齢から、水素とヘリウムの豊富な大気を持つ小さな岩石の核を持つと考えられていた初期の観測結果とは逆である。
JWSTによるこの太陽系外惑星の最近の観測では、大気中のメタンの量が予想よりもはるかに少ないことが明らかになった。この惑星は、軌道の向きによって我々のすぐ近くを回っているため、恒星からの光がガスを通過する様子を調べることによって、惑星の大気を研究することができる。透過分光法として知られるこの技術を使えば、恒星のスペクトルに含まれるガスのサインを特定することができる。JWSTの近赤外線カメラと中間赤外線観測装置、そしてハッブル広視野カメラ3のデータを使えば、メタン、水蒸気、二酸化炭素、一酸化炭素、二酸化硫黄、アンモニアの存在量を明らかにすることができる。
これはメタンの欠如を明らかにしただけでなく、低高度からの高温ガスが高高度からの低温ガス層と混合している証拠でもあった。メタンの特性のひとつに、高温では不安定で、1200度を超えると水素と炭素の結合が切れるというものがある。これは他の炭素系分子には見られないことで、高温であることを示唆している。 このことは、惑星の内部が想像以上に高温で、予想以上に巨大な核があることを示唆している。JWSTの高い感度のおかげで、この謎はついに解明されたようだ。
アリゾナ州立大学（ASU）のLuis Welbanksが率いるチームは、いくつかの可能性を探った。まず、最初に予想されたよりも多くの質量がコアにあったということだ。もしこれが本当なら、惑星が冷えるにつれて大気が収縮した可能性が高い。やがて、大気にエネルギーを与えて膨張させる熱源がなければ、惑星は観測されたよりもずっと小さくなるはずである。惑星が恒星の周りを800万キロ強の距離で回っているにもかかわらず、大気の膨張を引き起こすのに十分なエネルギーが得られていないのだ。
一つの説は、より高い内部温度は潮汐加熱によって発生するというものである。木星の引力がイオの潮汐加熱を引き起こすのと同じように、WASP-107bの高度に楕円な軌道がその答えかもしれない。WASP-107bの楕円軌道がその答えかもしれない。WASP-107bは非円軌道で恒星のそばを回っているため、惑星が押しつぶされ、熱源となっているのだ。
WASP-107bの熱源を理解することで、研究チームはその性質やプロセスについてより詳しく知ることができた。そこにどれだけのエネルギーがあるのかを知ることは、炭素、窒素、酸素、硫黄といった他の元素の割合を決定するのに役立つ。これを計算することは、コアの質量を決定するのに役立ち、最近の研究によれば、コアの質量は当初推定されていたものの2倍であることが明らかになった。
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