ガイア観測と連携し、浮遊惑星の質量を初の実測で精密決定した天文学者たち

国際的な天文学者チームが、恒星に束縛されず天の川銀河を漂う「浮遊惑星（孤児惑星）」の質量を、初めて直接的かつ正確に測定するという偉業を達成しました。この成果の詳細は、2026年1月上旬に学術誌『Science』で公表されました。これは系外惑星研究における手法上の大きな飛躍であり、これまで統計的推定に頼りがちだった研究を、具体的な数値測定の領域へと押し上げるものです。

この測定を可能にした事象は2024年5月に観測され、二つの異なる地上サーベイによって登録されたため、KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516という二重の識別符号が与えられました。この孤立した天体は、地球から約1万光年離れた銀河中心付近に位置しています。今回の観測で解決された主要な課題は、過去に発見された浮遊惑星候補の正確なパラメータ決定を妨げてきた、「質量・距離の曖昧性（デジェネラシー）」の解消です。

北京大学のスーボー・ドン教授が主導した研究チームは、欧州宇宙機関（ESA）の宇宙望遠鏡ガイアと、地上望遠鏡であるKMTNetおよびOGLEの同時観測という、またとない機会を活用しました。この三者の協調観測により、地球上の観測者とガイアの軌道上の位置の差を利用して、マイクロレンズ現象における視差を測定することが可能になりました。この手法こそが、長年の謎であった質量測定の鍵を開いたのです。

直接測定されたこの「惑星の孤児」の質量は、土星の質量に匹敵するものであり、具体的には木星質量の約22%、あるいは地球質量の約70倍に相当します。この質量値は、天体がより質量の大きい褐色矮星のように自己重力で収縮して形成されたのではなく、恒星の周りの原始惑星系円盤内で形成されたことを強く示唆しています。スーボー・ドン教授は、この結果が、銀河系内には重力相互作用によって元の系から弾き出された「孤児」の系外惑星が豊富に存在するという理論的予測を裏付けていると指摘しました。

過去10年間で、およそ1ダースの浮遊惑星候補が特定されてきましたが、正確な距離を確定できないため、それらの特性は推測の域を出ませんでした。今回の発見は、これまで惑星か低質量の褐色矮星かの区別がつかなかった質量範囲における不確実性を見事に払拭しました。地球質量を超える天体が惑星であることが確認されたことで、浮遊惑星の数は天の川銀河の恒星の数よりも多いかもしれないという仮説が、さらに強固なものとなりました。

この研究で成功を収めた観測手法は、今後のミッションにも応用される見込みであり、この天文学分野の将来は明るいと言えます。NASAのナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡（2026年末から2027年5月の間に打ち上げ予定）は、同様の手法を用いて数百もの浮遊惑星を発見すると期待されています。さらに、中華人民共和国も2028年の打ち上げを目指す「地球2.0」ミッションにおいて、マイクロレンズ法を用いた浮遊惑星の探索を主要な科学目標の一つに組み込んでいます。