ホット・ジュピターというと何か美味しそうなフランス料理の名前のようにも聞こえますが、
これは木星(ジュピター)ほどの大きさの惑星が恒星のすぐ近くの軌道を回っていて、
高温状態になっているものを指す言葉です。

夜空に輝く星座の星たちにも、それぞれ惑星が回っているのですが、
そのタイプは私たち太陽系のものとはだいぶ違ったものもたくさんあります。
そのうちの一つのタイプがホット・ジュピターなのです。

おひつじ座とアンドロメダ座の間あたりにあるHAT-P-38という星は私たちの太陽とよく似た表面温度と大きさを持った星ですが、
その周りをホット・ジュピターが回っています。
いて座付近にあるWASP-67も同じような星で、その周りにもホットジュピターがあります。
両方のホット・ジュピターは大きさも軌道もなにもかもそっくりさんです。
表面温度は数百度あるそうです。

中心星の光がホット・ジュピターを通ってくるとわずかにスペクトルに変化を起こします。
この変化を調べると、一方のホット・ジュピターには水蒸気の証拠がたっぷり見え、
もう一方にはあまり見えないことが先日6月5日のアメリカ天文学会で発表されました。
発表した宇宙望遠鏡科学研究所のブルノーさんの研究チームによると、
これらの惑星には水蒸気がたくさんありますが、
同時に、硫化ナトリウムや塩化カリウムの雲もああります。
その雲がいっぱいだと水蒸気が検出されにくく、
雲がないと水蒸気がよく見えるのだそうです。
それで、HAT-P-38のほうが曇り、WASP-67のほうが晴れた環境を持つということがわかったというのです。

両者の軌道はとても似ており、惑星のサイズも似ているのにこのようになぜ大気がこんなに違うのでしょう。
両者は中心の星からずっと遠くの違う環境で生まれ、
徐々に中心の星に向かって移動し現在のような非常に近い軌道になったとすれば説明ができそうです。


私たち太陽系の木星や土星もずっとまえから現在の軌道に居るわけでなく、かつては太陽に近くなったり、
また遠ざかってたりしていたと言いいますから、宇宙にいっぱいいる惑星たちもせわしなく軌道を変えながら賑やかに過ごしていることが想像されます。
といっても、数億年という時間の経過のなかですが。




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図1 ホットジュピターの大気の想像図。上が晴れて水蒸気がみえる場合、下が曇っている場合。
(提供：NASA,ESA, イラスト：Z. Levy (STScI))
ESAはEuropian Space Agency で欧州宇宙機関
STScIはSpace Telescope Science Institute で 宇宙望遠鏡科学研究所と本文では訳しています。
http://astr-www.kj.yamagata-u.ac.jp/~shibata/yamashin/471-fig1.jpg


本文終わり


パワポ
http://astr-www.kj.yamagata-u.ac.jp/~shibata/yamashin/471-fig.pptx

references
http://hubblesite.org/news_release/news/2017-22
Is it a case of nature versus nurture when it comes to two "cousin" exoplanets? In a unique experiment, scientists used NASA's Hubble Space Telescope to study two "hot Jupiter" exoplanets. Because these planets are virtually the same size and temperature, and orbit around nearly identical stars at the same distance, the team hypothesized that their atmospheres should be alike. What they found surprised them.

Lead researcher Giovanni Bruno of the Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, explained, "What we're seeing in looking at the two atmospheres is that they're not the same. One planet—WASP-67 b—is cloudier than the other—HAT-P-38 b. We don't see what we're expecting, and we need to understand why we find this difference."

The team used Hubble's Wide Field Camera 3 to look at the planets' spectral fingerprints, which measure chemical composition. "The effect that clouds have on the spectral signature of water allows us to measure the amount of clouds in the atmosphere," Bruno said. "More clouds mean that the water feature is reduced." The teams found that for WASP-67 b there are more clouds at the altitudes probed by these measurements.

"This tells us that there had to be something in their past that is changing the way these planets look," said Bruno.

Today the planets whirl around their yellow dwarf stars once every 4.5 Earth days, tightly orbiting their stars closer than Mercury orbits our sun. But in the past, the planets probably migrated inward toward the star from the locations where they formed.

Perhaps one planet formed differently than the other, under a different set of circumstances. "You can say it's nature versus nurture," explains co-investigator Kevin Stevenson. "Right now, they appear to have the same physical properties. So, if their measured composition is defined by their current state, then it should be the same for both planets. But that's not the case. Instead, it looks like their formation histories could be playing an important role."

The clouds on these hot, Jupiter-like gas giants are nothing like those on Earth. Instead, they are probably alkali clouds, composed of molecules such as sodium sulfide and potassium chloride. The average temperature on each planet is more than 1,300 degrees Fahrenheit.

The exoplanets are tidally locked, with the same side always facing the parent star. This means they have a very hot day-side and a cooler night-side. Instead of sporting multiple cloud bands like Jupiter does, each probably has just one broad equatorial band that slowly moves the heat around from the day-side to the night-side.

The team is just beginning to learn what factors are important in making some exoplanets cloudy and some clear. To better understand what the planets' pasts may have been, scientists will need future observations with Hubble and the soon-to-be-launched James Webb Space Telescope.

The team's results were presented on June 5 at the 230th meeting of the American Astronomical Society in Austin, Texas.

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between NASA and ESA (European Space Agency). NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, manages the telescope. The Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore conducts Hubble science operations. STScI is operated for NASA by the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., in Washington, D.C.

Illustration: NASA, ESA, and Z. Levy (STScI) 
Science: NASA, ESA, and G. Bruno (STScI)