日本語AIでPubMedを検索
暑い海王星の砂漠にある惑星の残骸コア
A remnant planetary core in the hot-Neptune desert.
PMID: 32612222 DOI: 10.1038/s41586-020-2421-7.
抄録
巨大惑星の内部は、未だによくわかっていない。太陽系の惑星でも、観測の難しさから、惑星コアの性質に大きな不確実性があります。稀な進化を遂げた太陽系外惑星は、惑星の内部を理解するための道筋を示しています。特に、不毛なホット・ネプチューンの「砂漠」（質量放射領域の中で惑星がほとんど存在しない領域）にある惑星は、その価値が高いことがわかってきました。これらの惑星には、異常に巨大なコアを持つと考えられているHD149026bや、最近発見されたLTT9779bやNGTS-4bのように、光蒸発によって大気の大部分が除去されている惑星が含まれています。ここでは、海王星よりも小さな半径を持つ惑星TOI-849bの観測を報告します。この惑星は、海王星よりも小さな半径を持ちながら、[式: 本文参照]地球の質量が異常に大きく、[式: 本文参照]1立方センチメートルあたりの密度が地球に似ています。内部構造モデルによると、純粋な水素とヘリウムからなる気体は、惑星全体の質量の1パーセント以下の[式: テキスト参照]で構成されていると考えられる。この惑星は、熱的自己破壊や巨大惑星衝突によって極端な質量減少を受ける前に、ガスの巨星になっていた可能性もあるし、ギャップが開いたり、晩成化したりして、実質的なガスの堆積を避けていた可能性もある。このことは、TOI-849bに残っている大気は、惑星内部の水や他の揮発性物質によって濃縮されている可能性が高いことを示唆しています。このことから、TOI-849bは巨大惑星の残骸コアであると考えられます。
The interiors of giant planets remain poorly understood. Even for the planets in the Solar System, difficulties in observation lead to large uncertainties in the properties of planetary cores. Exoplanets that have undergone rare evolutionary processes provide a route to understanding planetary interiors. Planets found in and near the typically barren hot-Neptune 'desert' (a region in mass-radius space that contains few planets) have proved to be particularly valuable in this regard. These planets include HD149026b, which is thought to have an unusually massive core, and recent discoveries such as LTT9779b and NGTS-4b, on which photoevaporation has removed a substantial part of their outer atmospheres. Here we report observations of the planet TOI-849b, which has a radius smaller than Neptune's but an anomalously large mass of [Formula: see text] Earth masses and a density of [Formula: see text] grams per cubic centimetre, similar to Earth's. Interior-structure models suggest that any gaseous envelope of pure hydrogen and helium consists of no more than [Formula: see text] per cent of the total planetary mass. The planet could have been a gas giant before undergoing extreme mass loss via thermal self-disruption or giant planet collisions, or it could have avoided substantial gas accretion, perhaps through gap opening or late formation. Although photoevaporation rates cannot account for the mass loss required to reduce a Jupiter-like gas giant, they can remove a small (a few Earth masses) hydrogen and helium envelope on timescales of several billion years, implying that any remaining atmosphere on TOI-849b is likely to be enriched by water or other volatiles from the planetary interior. We conclude that TOI-849b is the remnant core of a giant planet.