グリーゼ581g

グリーゼ581g（Gliese 581g、GJ 581gとも呼ばれる）は、地球からおよそ20光年離れたてんびん座の方向にある赤色矮星グリーゼ581を周回すると報告された、しかし存在が確認されていない太陽系外惑星です。グリーゼ581星系においては、6番目の惑星としてその存在が提唱されました。その発見は2010年にリック・カーネギー太陽系外惑星サーベイによって報告されましたが、後に行われたヨーロッパ南天天文台のHARPSによる観測では、グリーゼ581gの存在を示す証拠は見出されませんでした。

この惑星が特に注目されたのは、主星であるグリーゼ581のハビタブルゾーン（生命居住可能領域）のほぼ中央を公転していると考えられたためです。もし存在し、かつ適切な大気を持っていれば、その表面温度は液体の水が存在できる範囲（摂氏-31度から-12度）に収まると推測され、生命を育む環境が整っている可能性が示唆されました。質量は地球の少なくとも2.2倍と見積もられ、スーパーアースに分類されます。かつては、くじら座τ星eが発見されるまで、生命が存在しうる可能性が最も高い、地球に近い系外惑星だと考えられていました。また、地球との組成の類似性を示す指標である地球類似性指標（Earth Similarity Index）の値は0.76と計算され、翌年にグリーゼ667Ccが見つかるまでは最高値でした。

発見とその後の疑問

グリーゼ581gは、カリフォルニア大学のスティーブン・ボーグト氏が率いるチームによって発見が報告されました。検出には、惑星の重力によって引き起こされる恒星の微細な揺れを観測するドップラー分光法が用いられました。ケック天文台のHIRES観測装置やラ・シヤ天文台のHARPSなど、複数の観測装置を用いた11年以上にわたる、合計122回の観測データに基づいてその存在が提唱されました。通常、グリーゼ581gのように比較的軽い惑星をドップラー分光法で検出することは困難ですが、主星のグリーゼ581自体が太陽の約0.31倍という非常に質量の小さな赤色矮星であるため、惑星による恒星の揺れが相対的に大きくなり、検出が可能になったと考えられています。

グリーゼ581星系では、既にb、c、d、eの4つの惑星が発見されていました。これらの既知惑星の影響による視線速度データを差し引いた後にも、周期的な変動が残っており、これが惑星fとgの存在を示す信号だと解釈されました。しかし、その後、fとされる445日周期の信号とgとされる37日周期の信号が、HIRESのデータにのみ見られ、HARPSのデータでは確認できないことが判明しました。この発見チームは、グリーゼ581gをボーグト氏の妻にちなんで「Zarmina」と非公式に呼んでいましたが、国際天文学連合による正式な名称としては認められていません。

存在を巡る論争

グリーゼ581gの発見報告からわずか2週間後、HARPSの長期観測データ（6年半分）を解析したジュネーブ天文台の研究チームが、fとgの存在を示す観測結果は得られなかったと報告しました。この報告に対し、発見者であるボーグト氏は自身のデータ分析の正確性を主張し、独立した分析でも同じ結論に至るとの考えを示しました。

この対立は、惑星の軌道要素、特に軌道離心率に関する仮定の違いに起因する可能性が指摘されました。スイスの研究チームは高い軌道離心率を仮定して分析しましたが、ボーグト氏はより円に近い軌道（軌道離心率0）を仮定したとされます。リック・カーネギー太陽系外惑星サーベイの主任研究員ポール・バトラー氏は、この問題は1、2年で解決されるだろうと述べましたが、太陽系外惑星エンサイクロペディアでは、グリーゼ581gは「未確認の惑星」として分類されることになりました。

更なる観測と現在の状況

2012年に行われた観測データの再解析では、ボーグト氏はグリーゼ581gが主星から約0.13天文単位の距離を約32日で公転し、質量が地球の2.2倍以上である可能性は高いとしつつも、存在しない可能性も4%以下ながらあると結論付けました。

決定的な疑問符がつけられたのは2014年の研究です。ポール・ロバートソン氏らのチームは、グリーゼ581dの存在にも疑問を呈するとともに、グリーゼ581gの存在は、グリーゼ581dの軌道離心率の仮定に依存すると指摘しました。彼らは、ドップラー分光法で観測された恒星の視線速度変化が、惑星ではなく、主星の磁場活動、特に恒星の自転に伴う黒点などの影響によって引き起こされた可能性が高いことを示しました。グリーゼ581の自転周期は約130日ですが、これはグリーゼ581dの公転周期（約66.7日）の約2倍、グリーゼ581gの公転周期（約32日）の約4倍に近い値です。ロバートソン氏らのチームが磁場活動の影響を補正して分析した結果、dとgの存在を示すとされていた恒星の揺れのパターンは完全に消滅しました。

これらの研究結果から、現在ではグリーゼ581gが存在する可能性は極めて低いと考えられています。

想定される特徴（もし存在したならば）

仮にグリーゼ581gが存在するとして、その特徴は以下のように推定されています。主星から0.13天文単位の軌道を約32日周期で公転しているとされます。質量は地球の少なくとも2.2倍以上であり、もし水と岩石で構成されている場合、その半径は地球の約1.3倍から1.5倍になると計算されています。この値は、グリーゼ581gが地球と同様に岩石質の惑星である可能性が高いことを示唆しています。表面の重力は地球の約1.1倍から1.7倍と推測されており、もし大気があればそれを維持するのに十分な強さであると考えられています。

想定される居住可能性

グリーゼ581gが主星の近くを公転しているため、潮汐力によって自転が固定されている可能性が高いとされています。これは、地球に対して常に同じ面を向けている月のように、恒星に対して常に同じ面を向け続ける状態です。また、潮汐力によって自転軸の傾きがほとんどない可能性も指摘されています。この場合、恒星に常に照らされる面は永遠に昼、反対側の面は永遠に夜となり、惑星上の環境や温度は場所によって極端に異なります。生命が存在できたとしても、昼と夜の境界線付近の「ターミネーターゾーン」に限られる可能性が高いと考えられていました。

周期信号の誤報

グリーゼ581gの発見が報告された直後、グリーゼ581星系から周期的な信号が検出されたことが話題となりました。インターネット上では、これがグリーゼ581gに住む地球外知的生命体が発した信号ではないかという憶測も流れました。しかし、この信号はすぐに、グリーゼ581星系からではなく、そのはるか後方、約16,700光年離れた場所に位置する球状星団M5からのものであることが判明し、地球外生命体からの信号という説は誤報であることが明らかになりました。

これらの経緯から、グリーゼ581gは「生命が存在しうる惑星候補」として一時的に大きな注目を集めましたが、その後の詳細な観測と分析の結果、その存在自体が疑問視されるようになり、現在では存在しない可能性が高いと考えられている惑星です。

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