ジェイムズ・ウェッブ望遠鏡がレモン形の系外惑星大気を発見(NASA’s Webb telescope finds bizarre atmosphere on a lemon-shaped exoplanet)

2025-12-16 シカゴ大学

米国のシカゴ大学の研究チームは、NASAジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡による観測から、レモンのように細長い形状を示す特異な系外惑星の大気を発見した。この惑星は恒星の極めて近くを公転しており、強烈な放射と潮汐力の影響で大気が大きく引き伸ばされ、球形から大きく逸脱した構造を持つと考えられる。赤外線分光観測により、水素やヘリウムを主成分とする膨張した大気が検出され、惑星から大気が宇宙空間へ流出している可能性も示唆された。こうした極端な大気構造の観測は前例が少なく、惑星進化や大気散逸過程に関する理論を再検討する重要な手がかりとなる。本研究は、JWSTが系外惑星の物理状態を高精度で解明できることを示す代表的成果である。

ジェイムズ・ウェッブ望遠鏡がレモン形の系外惑星大気を発見(NASA’s Webb telescope finds bizarre atmosphere on a lemon-shaped exoplanet)
A strange planet (left) orbits a rapidly spinning neutron star called a pulsar (right). This artist’s illustration shows that gravitational forces from the much heavier pulsar are pulling the world into the shape of a lemon. This planet, studied with NASA’s James Webb Space Telescope, appears to have an exotic atmosphere unlike any ever seen before.Image courtesy of NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

<関連情報>

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Michael Zhang, Maya Beleznay, Timothy D. Brandt, Roger W. Romani, Peter Gao, Hayley Beltz, Matthew Bailes, Matthew C. Nixon, Jacob L. Bean, Thaddeus D. Komacek, Brandon P. Coy, Guangwei Fu, Rafael Luque, Daniel J. Reardon, Emma Carli, Ryan M. Shannon, Jonathan J. Fortney, Anjali A.A. Piette, M. Coleman Miller, Jean-Michel Desert
arXiv  last revised 15 Dec 2025 (this version, v2)
DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2509.04558

Abstract

A handful of enigmatic Jupiter-mass objects have been discovered orbiting pulsars. One such object, PSR\,J2322-2650b, uniquely resembles a hot Jupiter exoplanet due to its minimum density of 1.8 g/cm^3 and its ~1900 K equilibrium temperature. We use JWST to observe PSR J2322-2650b’s emission spectrum across an entire orbit. In stark contrast to every known exoplanet orbiting a main-sequence star, we find an atmosphere rich in molecular carbon (C3, C2) with strong westward winds. Our observations open up new exoplanetary chemical (ultra-high C/O and C/N ratios of >100 and >10,000, respectively) and dynamical regimes (ultra-fast rotation with external irradiation) to observational study. The extreme carbon enrichment poses a severe challenge to the current understanding of “black widow” companions, which were expected to consist of a wider range of elements due to their origins as stripped stellar cores.

1701物理及び化学
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