5月1日

 

 

　メレディス・マクレガー氏（コロラド大学ボルダー校）を中心とする研究チームは4月21日、アルマ望遠鏡等を使った観測により、太陽にもっとも近い星であるプロキシマ・ケンタウリ（地球からケンタウルス座方向約4.2光年方向に位置する11等星の恒星）の表面で起きる大爆発（フレア）を観測したと発表した。このフレアは、太陽で見られる同様のフレアよりも100倍も強力であり、プロキシマ・ケンタウリでこれまでに観測されたフレアの中では最大規模であるとしている。今回の研究成果は、星の表面でフレアが発生する仕組みを理解する上で大きな手助けとなるだけでなく、太陽系外の惑星における生命の存在可能性（ハビタブルゾーン）を考えるうえでも重要な成果である。

 

　フレアは、一般に星表面の磁場が急激に変化して電子を加速することで起きると考えられている。加速された電子はプラズマガスと衝突し、エックス線から電波まで幅広い波長域にわたって明るく輝く爆発を起こす。特に太陽より質量のずっと小さな「赤色矮星」と呼ばれる星ではフレアが頻繁に起きていることが知られており、プロキシマ・ケンタウリもこの赤色矮星に含まれる。プロキシマ・ケンタウリのまわりには、惑星「プロキシマ・ケンタウリb」が回っていることが知られている。プロキシマ・ケンタウリから惑星までの距離は近すぎず遠すぎず、惑星に地球のような大気があれば、惑星表面に水が液体として存在する可能性がある。プロキシマ・ケンタウリが地球から4.2光年と非常に近い場所にあることから、プロキシマ・ケンタウリbに生命が存在するかどうかは大きな疑問として残されている。

 

　研究チームはハビタブルゾーンの存在可否にも影響を与える、プロキシマ・ケンタウリのフレアを詳しく調べるべく、2019年4月から7月にかけて、世界中と地球周回軌道上の9つの望遠鏡を用いて、合計40時間にわたる観測を行った。その結果、2019年5月1日（世界時）に、アルマ望遠鏡、オーストラリアの電波望遠鏡ASKAP、ハッブル宇宙望遠鏡（紫外線）、NASAの太陽系外惑星探索衛星TESS（可視光）、チリのデュポン望遠鏡（可視光）が、プロキシマ・ケンタウリで発生した巨大なフレアを検出した。その継続時間はわずか7秒間であったが、太陽以外の恒星のフレアがこれほど様々な波長で観測されたのは、今回が初めてのことであった。マクレガー氏は、「2018年より前には、赤色矮星のフレアが（アルマ望遠鏡が観測する）ミリ波で観測されたことはありませんでした。そのため、他の波長でも同時に明るくなっているかどうかはわからなかったのです」とコメントしている。

 

　観測の結果、プロキシマ・ケンタウリは、紫外線では数秒の間に14000倍も明るくなることが判明した。またアルマ望遠鏡が観測したミリ波でも、通常の1000倍以上明るくなっていたことがわかった。複数の波長で同時にフレアを観測できたことで、フレア発生時の星表面の磁場の強さや、荷電粒子のエネルギー分布の見積もりが可能になった。また、フレアで発生する紫外線とミリ波の関係がわかったことも大きな成果である。ミリ波の観測から紫外線強度を推測することで、星が周囲の惑星に与える影響を見積もることができるためである。

 

　今回観測された、強い紫外線や高エネルギー粒子を放出するフレアは、惑星に大きな影響を与えることが予想される。太陽は11年周期で活動が活発になったり穏やかになったりするが、強力なフレアが起きる頻度は1周期に数回だけである。しかし、プロキシマ・ケンタウリでは状況はまったく異なる。マクレガー氏は「プロキシマ・ケンタウリの惑星は、フレアの影響を少なくとも1日に1回、もしかしたら1日に何度も受けているでしょう。もしプロキシマ・ケンタウリの惑星に生命がいたとしたら、地球の生命とはまったく異なる見た目をしていると思います。人間がもしその惑星にいたら、ひどい目に合うことでしょう」とコメントしている。

 

　研究チームは今後も、プロキシマ・ケンタウリのフレアに隠された多くの秘密に焦点を当てて研究することで、これほど強力なフレアを生み出すメカニズムを明らかにすることを目標としている。マクレガー氏は、「星のフレアの物理を理解するために、この星がどんなサプライズを見せてくれるのかを楽しみにしています」とコメントしている。

 

 

（ C ） S. Dagnello, NRAO/AUI/NSF

2019年に発生したプロキシマ・ケンタウリの激しいフレアの想像図。