若い巨大ガス惑星β Pictoris bの起源に新たな知見(Young giant gas planet beta pic b refuses to reveal its origin)

2026-07-09 マックス・プランク研究所

マックス・プランク天文学研究所(MPIA)などの国際研究チームは、若い巨大ガス惑星「ベータ・ピクトリスb」の大気を、性能向上したGRAVITY+干渉計で高精度観測し、その形成起源を探った。研究では、一酸化炭素中の炭素同位体(¹²CO/¹³CO)の存在比を測定すれば、惑星が原始惑星系円盤のどの位置で形成されたかを推定できると考えられていた。しかし、新たな観測で得られた比は従来より高精度で、他の若い巨大惑星や太陽系、星間空間の値ともほぼ一致した。その結果、この同位体比は形成場所を識別する有効な指標とは言い難いことが明らかとなり、惑星形成モデルには未解明の物理過程が残されている可能性が示された。また、約8.7時間の自転周期に対応する大気の明るさの変動も示唆され、雲や化学反応による大気変動の可能性があるが、確認にはさらなる観測が必要である。GRAVITY+は今後、巨大惑星形成の新たな手掛かりを得る重要な観測装置として期待されている。

<関連情報>

13COとGRAVITY+によるβ Pictoris bの潜在的な変動性 13CO and potential variability in β Pictoris b with GRAVITY+

A. von Stauffenberg, J. Sauter, P. Mollière, M. Ravet, D. Trevascus, W. Brandner, A. Berdeu, M. Bonnefoy, G. Bourdarot, J.-B. Le Bouquin, G. Chauvin, F. Eisenhauer, M. Houllé, L. Kreidberg, E. Matthews, F. Millour, J. Scigliuto, J. Wang, J. W. Xuan, Y. Zhang and GRAVITY + Collaboration
Astronomy & Astrophysics  Published:09 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/202660275

若い巨大ガス惑星β Pictoris bの起源に新たな知見(Young giant gas planet beta pic b refuses to reveal its origin)

Abstract

The 12CO/13CO ratio was introduced as an indicator for where in the disk a planet has formed. Previously, a lower value compared to that of the host star was suggested to indicate that a planet accreted CO ice beyond the disk’s CO ice line. In this Letter, we aim to determine the 12CO/13CO value of the directly imaged planet β Pictoris b and whether we can link it to its formation. Its apparent brightness results in an exceptional signal-to-noise ratio of up to ∼60 per wavelength point. We present the first science observations with the upgraded GRAVITY+ instrument at a spectral resolution of R ≈ 4000, which we analysed with petitRADTRANS. Our retrievals robustly indicate 13CO with a 12CO/13CO ratio of 91+24−17, consistent with both a solar to interstellar-medium-like value. Our 12CO/13CO value corroborates recent interpretations that 13CO may be a less useful tracer of formation location in the disk than previously thought; nonetheless, we discuss theories with which this value is consistent. As our observations span ≈7 hours, this enabled us to search for atmospheric variability in β Pictoris b; we report a tentative constraint on the variability amplitude of about 1.4+0.6−0.7%.

1701物理及び化学
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