赤外線ドップラー装置 IRD
InfraRed Doppler
宇宙には私達の住む地球のような惑星が、ほかにもあるのでしょうか。そしてそこに生命は存在するのでしょうか。1995年に初めて系外惑星が発見されて以来、数千という数の系外惑星と候補が発見されており、すばる望遠鏡は「第二の木星」の直接撮像に成功するなどの成果をあげてきました(SEEDS プロジェクト)。
発見された系外惑星の中には、主星からの距離が丁度良く、生命の存在に必要不可欠であると考えられている液体の水が存在可能な「ハビタブルゾーン」にあり、地球のように岩石でできた惑星もあります。今後宇宙における生命の研究を進めるには、地球の近くに存在するハビタブル惑星を発見し、惑星の特徴を詳細に調べる必要があります。
すばる2では、系外惑星の直接撮像による研究を継続しつつ、IRD を用いて、恒星のふらつきから惑星を間接的に検出する手法で地球型惑星を発見します。その探査の対象は、太陽より軽く低温の恒星(M 型星)です。M 型星は、太陽系の近傍に数多く存在すること、低温のためハビタブルゾーンが主星に近いこと、小質量のため惑星の影響が相対的に大きい(主星のふらつきが大きい)ことから、ハビタブルな地球型惑星を発見しやすいという特徴があります。
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(左)主星とハビタブルゾーンの距離の関係。ハビタブルゾーンは、低温度の星ほど主星に近く、高温度の星ほど遠くなります。(クレジット:アストロバイオロジーセンター)
(右)7つの地球型惑星を持つ低温・低質量の恒星TRAPPIST-1(トラピスト-1)の惑星系の想像図。主星はM 型星で、この図では7つの惑星のうち4つが描かれていますが、惑星軌道と主星の自転方向がほぼ揃っていることが、すばる望遠鏡IRD による観測でわかりました。(クレジット:国立天文台)
太陽系近傍のM型星
(1)IRD で太陽系近傍に存在する 100 個以上の M 型星を集中的に観測し、ハビタブルゾーンにある地球型惑星を検出します。
(2)NASA の系外惑星探査衛星 TESS と連携し、TESS が発見した系外惑星候補を IRD で詳細に観測して、地球型惑星などの特徴を明らかにします。
(3)生命を宿す可能性のある「第二の地球」の有望な候補を、将来の超大型地上望遠鏡 TMT に提供します。
(4)TMT などによる地球型惑星の直接観測を実現可能にする超補償光学の技術実証やそれを用いた成果を挙げるための開発を行います。