さまよう系外惑星: 宇宙の闇に失われた世界

星のない惑星

浮遊惑星は放浪惑星または孤児惑星とも呼ばれ、巨大惑星に匹敵する巨大な天体ですが、どの恒星も周回していません。それらは星間空間で自由に進化し、銀河環境からの弱い放射線またはそれら自身の残留熱によってのみ照らされます。これらの孤立した世界は、太陽系のような星を中心とした惑星系のパラダイムに挑戦します。それらの存在は 1990 年代にはすでに想定されていましたが、重力マイクロレンズなどの技術のおかげで、私たちがそれらを直接検出できるようになったのはつい最近のことです。

さまよえる惑星: 重力がそのグリップを解放するとき

浮遊惑星は放浪惑星または孤児惑星とも呼ばれ、巨大惑星に匹敵する巨大な天体ですが、どの恒星も周回していません。それらは星間空間で自由に進化し、銀河系媒体からの弱い放射線またはそれら自身の残留熱によってのみ照らされます。これらの孤立した世界は、太陽系のような星を中心とした惑星系のパラダイムに挑戦します。それらの存在は 1990 年代にはすでに想定されていましたが、重力マイクロレンズなどの技術のおかげで、私たちがそれらを直接検出できるようになったのはつい最近のことです。

排出の起源とメカニズム

これらのさまよう系外惑星の存在を説明するには、主に 2 つのシナリオが考えられています。それは、星のものと同様の分子雲におけるその場での形成、または若い惑星系の重力による放出です。この 2 番目のケースでは、特に複数のシステムにおけるカオス的な動的相互作用が惑星の追放につながる可能性があります。数値シミュレーションでは、不安定な多惑星系で形成された惑星の大部分が星間空間に弾き出される可能性があることを示している。これらの惑星は、内部熱 (放射能、重力収縮) によって一時的に供給されたり、極端な場合には氷の下の海によってさえ供給され、高密度の大気を維持することができます。

浮遊惑星 vs 褐色矮星

一部の浮遊惑星は、特に木星の質量 10 ～ 20 の質量帯では褐色矮星と混同される可能性があり、詳細な分光データがなければ内部機構の検出は不可能です。この区別は質量よりも形成履歴に基づいていますが、この歴史は観察されるよりも推測されることがよくあります。

重力マイクロレンズや遠赤外線によって浮遊惑星が検出された場合、推定質量は木星の質量約 10 ～ 20 倍になる可能性があります。 この範囲内では:

• 13 MJ を超える大質量惑星は理論的には重水素を燃焼させる可能性があるため、褐色矮星として分類されます。
• 20 MJ 未満の低質量褐色矮星は、古い浮遊惑星と同じくらい冷たくて暗い可能性があります。

したがって、正確なスペクトルや核融合の特徴がなければ、区別するのは困難です。

その数の検出と推定

これらの天体は星の光をまったく反射せず、赤外線をかすかに発光するだけであるため、これらの天体を検出することは非常に困難です。最も有望な方法は重力マイクロレンズです。浮遊惑星が背景の星の前を通過すると、その星からの光を一時的に増幅する重力レンズとして機能します。 MOA (天体物理学におけるマイクロレンズ観測) や OGLE (光学重力レンズ実験) などのプロジェクトにより、いくつかの候補を特定することが可能になりました。 2021年、プシェメク・ムロズのチームが主導した研究は、天の川銀河にはこれらの移動惑星が最大500億個存在する可能性があり、潜在的に恒星の数よりも多い可能性があることを示唆した。