新しい雲検出法で系外惑星大気観測を高精度化(Astronomers de-fog exoplanet atmospheres with new cloud-detecting method)

2026-05-22 ジョンズ・ホプキンス大学(JHU)

米ジョンズ・ホプキンス大学の研究チームは、太陽系外惑星(エクソプラネット)の大気中に存在する雲を高精度で検出する新たな解析手法を開発した。研究では、惑星が恒星の前を通過する際の透過スペクトルを詳細に解析し、大気中の粒子や化学成分による光の散乱・吸収パターンから雲の存在を識別した。従来、雲は大気観測データを不明瞭にする“ノイズ”として扱われることが多かったが、今回の研究では逆に雲そのものの性質を重要な情報源として利用した。研究チームは、雲の構造や高度、粒子サイズを推定することで、惑星の気候や大気循環、さらには居住可能性評価にも役立つ可能性があるとしている。特にジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)の高精度観測データと組み合わせることで、これまで困難だった遠方惑星の詳細な大気解析が可能になるという。研究成果は、系外惑星科学や生命存在可能性探査の進展に寄与すると期待されている。

新しい雲検出法で系外惑星大気観測を高精度化(Astronomers de-fog exoplanet atmospheres with new cloud-detecting method)
An artistic rendition of exoplanet WASP-94A b. Credit:Hannah Robbins/Johns Hopkins University

<関連情報>

巨大ガス惑星における曇りの朝と晴れた夕方 Cloudy mornings and clear evenings on a gas giant exoplanet

Sagnick Mukherjee, David K. Sing, Guangwei Fu, Kevin B. Stevenson, […] , and Maria Zamyatina
Science  Published:21 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/science.adx5903

Editor’s summary

When an exoplanet transits (passes in front of its host star, as seen from Earth), some of the background starlight passes through its atmosphere, where it can be absorbed or scattered. Transit observations can therefore determine the exoplanet’s atmospheric spectrum averaged over the morning and evening sides. Mukherjee et al. have observed a transit of a gas giant exoplanet orbiting a bright star with sufficient signal-to-noise to extract separate spectra for the morning and evening. They found that the morning atmosphere is cloudy, but the evening atmosphere is clear and has water absorption features. This asymmetry can bias atmospheric composition measurements that use averaged spectra. —Keith T. Smith

Abstract

The spectra of exoplanet atmospheres are affected by aerosols (clouds and hazes) of uncertain origin. Proposed aerosol formation mechanisms include gas condensation or photochemical reactions. We measured the transmission spectrum of the tidally locked gas giant exoplanet WASP-94A b and identified asymmetry in its atmosphere. The morning limb is cooler and cloudy, whereas the evening limb is hotter and exhibits gaseous water absorption features. We interpret this difference as being due to the formation of cloud droplets near the morning limb, which evaporate during circulation to the evening limb. The dominant aerosols are clouds cycling between the day and night sides of the atmosphere, not photochemical hazes. The resulting asymmetry can severely bias chemical abundance measurements, unless limb-resolved spectroscopy is available.

1701物理及び化学
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