「ピンク惑星」の塩分環境に関する新発見(Famous ‘Pink Planet’ Harbors a Salty Surprise)

2026-06-18 ノースウェスタン大学

米国ノースウェスタン大学の研究チームは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)を用いて、「ピンク・プラネット」の愛称で知られる系外天体 GJ504b の大気を詳細に観測し、塩(salt)から成る雲の存在を初めて直接的に示す証拠を発見した。この天体は地球から約57光年離れた恒星を公転する巨大ガス天体で、木星の約25倍の質量を持ち、惑星と褐色矮星の境界付近に位置する。表面温度は約290℃と、直接撮像された天体としては極めて低温であるため、長年にわたり観測が困難だった。JWSTによる分光観測の結果、水蒸気、メタン、二酸化炭素、アンモニアなどの存在が確認されたが、観測データを説明するには大気中の塩雲を考慮する必要があることが判明した。塩雲は大気深部からの光を遮り、観測されるスペクトル形成に重要な役割を果たしていた。本成果は、15年以上前から理論的に予測されていた低温天体の塩雲の存在を支持するとともに、暗く低温な系外惑星や褐色矮星の大気研究に新たな道を開くものである。

「ピンク惑星」の塩分環境に関する新発見(Famous ‘Pink Planet’ Harbors a Salty Surprise)

Discovered in 2013, the Pink Planet orbits a sun-like star located 57 light-years from Earth. At roughly 25 times the mass of Jupiter, it sits near the fuzzy boundary between giant planets and brown dwarfs. So, astronomers refer to it as a “planetary-mass companion,” meaning that it’s a planet-sized object orbiting a star. Illustration courtesy of NASA/Goddard Space Flight Center

<関連情報>

JWST-TST高コントラスト:GJ 504 bの初の直接分光観測により、雲と金属濃縮の可能性が明らかに JWST-TST High Contrast: First Direct Spectroscopy of GJ 504 b Reveals Clouds and Possible Metal Enrichment

Aneesh Baburaj, Jean-Baptiste Ruffio, Marshall Perrin, Jerry W. Xuan, William O. Balmer, Yayaati Chachan, Quinn M. Konopacky, Travis S. Barman, Mathilde Mâlin, Kielan K. W. Hoch,…
The Astronomical Journal  Published: 2026 June 18
DOI:10.3847/1538-3881/ae6919

Abstract

Characterizing the coldest directly imaged companions through direct spectroscopy has only recently become possible with the James Webb Space Telescope. We present moderate-resolution (R ∼ 2700) spectroscopic observations of the directly imaged planetary-mass companion (PMC), GJ 504 b, using the JWST/NIRSpec. The coldest imaged PMC of the pre-JWST era GJ 504 b is too faint for ground-based spectroscopy, with only photometric observations possible. Leveraging advanced postprocessing techniques with a forward-modeling framework, we detect the companion at high signal-to-noise (S/N > 300). We also present the first successful point-spread function (PSF) subtraction with angular differential imaging (ADI) in the NIRSpec point cloud, detecting GJ 504 b at S/N > 10 and reaching contrast limits <10−4. The extracted 2.9–5.3 μm spectra show strong signatures of several molecular species, including H2O, 12C16O, CH4, CO2, NH3, H2S, 13C16O, and 12C18O. Atmospheric modeling of the spectra using petitRADTRANS yields an effective temperature = 564 ± 4 K, surface gravity logg= 4.87+0.13-0.12, metallicity [M/H] = 0.67+0.13-0.12, C/O ratio = 0.64+0.02-0.02, interstellar 12C/13C and 16O/18O isotopologue ratios, and strong evidence of disequilibrium chemistry and salt clouds. The retrieved parameters indicate a mass 25.2+8.4-6.0MJup, which is in agreement with the mass range (19–27 MJup) obtained from ATMO evolutionary models, implying an age of 2.5–4.0 Gyr. Lastly, we compare the abundances of GJ 504 b to its primary, obtaining a stellar abundance of sulfur (S), superstellar carbon (C), and, possibly, oxygen (O). The observed metal enrichment tentatively supports a planetlike formation, but does not entirely exclude stellar abundances for GJ 504 b.

0303宇宙環境利用
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