ケプラー61b
ケプラー61bは、地球からはくちょう座の方向に約1100光年離れた位置にある系外惑星です。この惑星は、主星であるK型主系列星ケプラー61の周囲を公転しており、その分類は地球よりも大きい「スーパーアース」に該当します。2013年にNASAのケプラー宇宙望遠鏡を用いたトランジット法によって発見されました。
ケプラー61bはスーパーアースとして分類され、その物理的なサイズは地球よりもかなり大きい一方で、天王星や海王星のような巨大ガス惑星よりは小型です。具体的には、半径は地球の約2.15倍、質量は約6.65倍と推定されています。計算された平衡温度はセ氏0度（絶対温度273ケルビン）です。これらの値から導かれる平均密度は約3.6 g/cm³で、これは火星の平均密度約3.93 g/cm³よりも低い値です。この比較的低い密度は、ケプラー61bが大量の揮発性物質を含んだ「海洋惑星」である可能性を示唆しています。
この惑星が公転している主星ケプラー61は、太陽よりも小さく低温なK型主系列星です。質量は太陽の約0.635倍、半径は約0.62倍と見積もられています。表面の有効温度は4017ケルビンと太陽（約5778ケルビン）より低く、年齢も少なくとも10億歳と太陽（約46億歳）より若い恒星です。その暗さのため、地球から見た視等級は+15等級であり、肉眼で観測することはできません。
ケプラー61bは、主星ケプラー61の周囲を約59.88日かけて一周しています。その軌道長半径は地球の軌道の約0.27倍、水星の軌道の約0.7倍に相当します。この惑星の軌道は、約0.25という比較的大きな離心率を持つ楕円形であることも特徴です。
ケプラー61bは、液体の水が存在しうる理想的な領域、すなわちハビタブルゾーン内に位置することが確認されています。その高い反射率（アルベド）や、生命活動に必要な大気圧と適切な湿度といった条件が揃う可能性も指摘されています。しかし、主星からの距離が比較的近いため、惑星の自転周期と公転周期が同期する「潮汐ロック」の状態にあると考えられており、これにより常に主星側を向く昼側は灼熱、反対側の夜側は極寒となる極端な気候が生じる可能性があります。ただし、両半球の境界領域である「ターミネーターゾーン」では、比較的安定した温度で液体の水が存在しうる環境が保たれる可能性もゼロではありません。
惑星自体の組成については、半径が地球の2倍以上であることから、純粋な岩石惑星というよりは、厚いガス層や水・氷などの揮発性物質を多く含む可能性が指摘されています。主星ケプラー61の年齢が約10億歳と比較的若いことも考慮すると、もし地球に似た環境を持つとすれば、生命が誕生・進化するには十分な時間があったとも考えられます。仮にガス惑星であったとしても、その巨大な重力によって形成された衛星が存在すれば、その衛星表面に生命の存在する条件が満たされる可能性も考えられます。そのような衛星が安定した軌道を維持するためには、惑星の公転周期に対して衛星の公転周期が十分に短い必要がある（おおよそ1/9以下）という理論的な制約があります。ケプラー61bのような軌道を持つ惑星の衛星では、約45日から60日程度の公転周期であれば安定軌道となりうることがシミュレーションで示されています。さらに、惑星からの強い潮汐力による内部加熱は、衛星の内部にエネルギーを供給し、火山活動やプレートテクトニクスを引き起こす要因となり、生命維持に必要な熱や物質循環、そして磁場の形成（ダイナモ効果）に寄与すると考えられています。
一方で、ケプラー61bの軌道自体が持つ約0.25という大きな離心率は、居住性に対する大きな課題となります。楕円軌道のため、主星に最も近づく近点と最も遠ざかる遠点とで受けるエネルギー量が大きく変動し、惑星表面の温度もそれに伴い大きく変化します。推定では、近点では平衡温度がセ氏37度（310ケルビン）近くまで上昇しうるのに対し、遠点ではセ氏マイナス33度（240ケルビン）まで低下する可能性があります。この温度変動幅は、液体の水が存在し続けるには非常に厳しく、もし大気が薄ければ、水は凍結と蒸発を繰り返すことになります。なお、これらの平衡温度は単純な計算によるものであり、惑星の大気による温室効果を考慮すると、実際の表面温度はさらに高くなる可能性も十分にあります。
ケプラー61bは、NASAのケプラー宇宙望遠鏡による観測データから発見されました。2009年に開始されたケプラー宇宙望遠鏡のミッションでは、多数の恒星の光度変化を継続的に測定することで、惑星が恒星の前を通過する際に起こるわずかな減光（トランジット）を捉えました。Kepler Input Catalogに登録された約5万もの恒星が観測され、その中にケプラー61も含まれていました。観測された光度曲線における周期的な減光が惑星によるものであることは、その後の視線速度観測などによって確認されました。この発見は2014年4月24日に公表され、同年7月30日にはアストロフィジカルジャーナル誌に掲載されました。
物理的特徴
ケプラー61bはスーパーアースとして分類され、その物理的なサイズは地球よりもかなり大きい一方で、天王星や海王星のような巨大ガス惑星よりは小型です。具体的には、半径は地球の約2.15倍、質量は約6.65倍と推定されています。計算された平衡温度はセ氏0度（絶対温度273ケルビン）です。これらの値から導かれる平均密度は約3.6 g/cm³で、これは火星の平均密度約3.93 g/cm³よりも低い値です。この比較的低い密度は、ケプラー61bが大量の揮発性物質を含んだ「海洋惑星」である可能性を示唆しています。
主星ケプラー61
この惑星が公転している主星ケプラー61は、太陽よりも小さく低温なK型主系列星です。質量は太陽の約0.635倍、半径は約0.62倍と見積もられています。表面の有効温度は4017ケルビンと太陽（約5778ケルビン）より低く、年齢も少なくとも10億歳と太陽（約46億歳）より若い恒星です。その暗さのため、地球から見た視等級は+15等級であり、肉眼で観測することはできません。
軌道
ケプラー61bは、主星ケプラー61の周囲を約59.88日かけて一周しています。その軌道長半径は地球の軌道の約0.27倍、水星の軌道の約0.7倍に相当します。この惑星の軌道は、約0.25という比較的大きな離心率を持つ楕円形であることも特徴です。
居住性
ケプラー61bは、液体の水が存在しうる理想的な領域、すなわちハビタブルゾーン内に位置することが確認されています。その高い反射率（アルベド）や、生命活動に必要な大気圧と適切な湿度といった条件が揃う可能性も指摘されています。しかし、主星からの距離が比較的近いため、惑星の自転周期と公転周期が同期する「潮汐ロック」の状態にあると考えられており、これにより常に主星側を向く昼側は灼熱、反対側の夜側は極寒となる極端な気候が生じる可能性があります。ただし、両半球の境界領域である「ターミネーターゾーン」では、比較的安定した温度で液体の水が存在しうる環境が保たれる可能性もゼロではありません。
惑星自体の組成については、半径が地球の2倍以上であることから、純粋な岩石惑星というよりは、厚いガス層や水・氷などの揮発性物質を多く含む可能性が指摘されています。主星ケプラー61の年齢が約10億歳と比較的若いことも考慮すると、もし地球に似た環境を持つとすれば、生命が誕生・進化するには十分な時間があったとも考えられます。仮にガス惑星であったとしても、その巨大な重力によって形成された衛星が存在すれば、その衛星表面に生命の存在する条件が満たされる可能性も考えられます。そのような衛星が安定した軌道を維持するためには、惑星の公転周期に対して衛星の公転周期が十分に短い必要がある（おおよそ1/9以下）という理論的な制約があります。ケプラー61bのような軌道を持つ惑星の衛星では、約45日から60日程度の公転周期であれば安定軌道となりうることがシミュレーションで示されています。さらに、惑星からの強い潮汐力による内部加熱は、衛星の内部にエネルギーを供給し、火山活動やプレートテクトニクスを引き起こす要因となり、生命維持に必要な熱や物質循環、そして磁場の形成（ダイナモ効果）に寄与すると考えられています。
一方で、ケプラー61bの軌道自体が持つ約0.25という大きな離心率は、居住性に対する大きな課題となります。楕円軌道のため、主星に最も近づく近点と最も遠ざかる遠点とで受けるエネルギー量が大きく変動し、惑星表面の温度もそれに伴い大きく変化します。推定では、近点では平衡温度がセ氏37度（310ケルビン）近くまで上昇しうるのに対し、遠点ではセ氏マイナス33度（240ケルビン）まで低下する可能性があります。この温度変動幅は、液体の水が存在し続けるには非常に厳しく、もし大気が薄ければ、水は凍結と蒸発を繰り返すことになります。なお、これらの平衡温度は単純な計算によるものであり、惑星の大気による温室効果を考慮すると、実際の表面温度はさらに高くなる可能性も十分にあります。
発見経緯
ケプラー61bは、NASAのケプラー宇宙望遠鏡による観測データから発見されました。2009年に開始されたケプラー宇宙望遠鏡のミッションでは、多数の恒星の光度変化を継続的に測定することで、惑星が恒星の前を通過する際に起こるわずかな減光（トランジット）を捉えました。Kepler Input Catalogに登録された約5万もの恒星が観測され、その中にケプラー61も含まれていました。観測された光度曲線における周期的な減光が惑星によるものであることは、その後の視線速度観測などによって確認されました。この発見は2014年4月24日に公表され、同年7月30日にはアストロフィジカルジャーナル誌に掲載されました。
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