白色矮星の周りに発見された「第二世代惑星」——死にゆく恒星からの誕生
白色矮星（死後の恒星）の周囲を公転する木星型惑星が、初めて検出されたとみられる。この惑星は恒星の死を迎える際に放出された物質から形成された、いわゆる「第二世代惑星」と考えられている。
ウォーリック大学を主導とする国際研究チームが注目したのは、HS 0209+0832という白色矮星だ。くじら座の南に位置し、地球から270光年離れたこの星の大気組成が極めて異例だったことが、今回の再検証のきっかけになった。ハッブル宇宙望遠鏡（Hubble Space Telescope）の25年前のアーカイブデータを改めて分析した結果、HS 0209+0832の大気に亜鉛、銅、アルミニウム、珪素、チタンが含まれていることが判明した。その中でも特筆すべきは、極めて稀な元素であるニオブが太陽の1000倍以上の濃度で検出されたことだ。
ウォーリック大学の物理学博士課程学生でネイチャー・アストロノミー誌の筆頭著者ジェイミー・ウィリアムズ氏によれば、ニオブのような元素は第二世代惑星からの降着を示す「署名」となる。この発見により、恒星が死を迎える際に形成された新たな物質円盤から凝結した、新しい巨大惑星がHS 0209+0832を周回している可能性が高まったのだ。
4.4日の奇跡的な軌道
ハッブル宇宙望遠鏡、遠紫外線分光探査機（FUSE）、およびNASAのトランジット系外惑星探査衛星（TESS）のデータを組み合わせた解析から、この惑星は驚くほど短い軌道周期を示していることが明らかになった。白色矮星を約4.4日で一周するという、極めて接近した軌道を描いているのだ。
この発見は、数十年にわたってあった根本的な議論に終止符を打つ。恒星の残骸から惑星が形成されることが可能であるかという問いに、初めて明確な証拠をもたらしたのである。従来は恒星が誕生する時にのみ惑星形成が起こると考えられていたが、星の死の局面でも惑星誕生の条件が整うことが示唆された。
ニオブが語る「死の営み」
ニオブや鉄より重い元素は、恒星の核における熱核融合では生成されない。ウィスコンシン大学マディソン校の理論天体物理学者ニコラス・ストーン氏が指摘するように、このような重元素は死にゆく星の内部で生じる極限環境でのみ合成される。これは緩い中性子捕獲過程（s-過程）と呼ばれるメカニズムを通じて、軽い元素が次々と中性子を捕獲し、より重い元素へと変換されることで実現する。
ニオブの存在は、この「死の営み」と星の内部構造が宇宙空間へ放出されたことを示す指標となる。HS 0209+0832が太陽型の恒星から形成されたという事実は、同様のプロセスで第二世代惑星が多くの恒星の周囲に存在する可能性も示唆している。
白色矮星は冷却後、長期間にわたって温度を保ち続ける。ウィリアムズ氏によれば、地球からわずか270万キロメートルの超接近軌道にある岩石質の惑星であれば、数百億年にわたって居住可能圏に留まる可能性さえあるという。太陽のようにやがて白く冷える星でも、死後の長い時間スケールで新たな世界を育む可能性が、この発見により開かれたのだ。
出典: Universe Today
