太陽系がどのように終焉を迎えるかについての理論は、今なお議論が続いています。
他の惑星系の運命に基づくと、太陽は最終的に、他の惑星を破壊する激しい変化を経て「白色矮星」になると考えられています。
しかし、依然として残る疑問は、この過程で実際にいくつの惑星が破壊されるのか、という点です。
『Nature』に掲載された新たな論文は、新しい系外惑星の発見に注目し、私たちの太陽系に何が起こりうるかを評価しています。
太陽系はどのように終わりを迎えるのでしょうか。これは極めて重要な問いであり、研究者たちは物理学の知見を用い、複雑な理論モデルを構築しながら、多くの推測を重ねてきました。私たちは、太陽が最終的に「白色矮星」となることは分かっています。白色矮星とは、燃え尽きた恒星の残骸であり、そのかすかな光は次第に闇へと消えていきます。この変化は激しい過程を伴い、その過程で太陽の惑星のうち未知の数が破壊されると考えられています。
では、太陽の死を生き延びる惑星はどれでしょうか。その答えを探る一つの方法は、他の類似した惑星系の運命を調べることです。しかし、これは困難であることが分かっています。白色矮星からのかすかな放射は、この恒星の変化を生き延びた系外惑星（太陽以外の恒星の周りの惑星）を見つけることを難しくしており、文字どおり暗闇の中にあるのです。
実際、4,500個を超える系外惑星が現在知られていますが、白色矮星の周りで見つかったものはごくわずかであり、その惑星の位置からは、恒星の死後にそこへ移動してきたことが示唆されます。
この data 不足は、私たちの惑星の運命の全体像が不完全であることを意味します。幸い、私たちは今その空白を埋めつつあります。当研究チームの新たな論文は、『Nature』に掲載された論文において、私たちは、恒星の死を生き延びた初めて知られる系外惑星を発見したことを報告します。この惑星は、周回する他の惑星の影響によって軌道が変化しておらず、太陽と太陽系の惑星の間の距離に匹敵する距離を周回しています。
木星に似た惑星
この新たな系外惑星は、私たちがケック天文台（ハワイ）を用いて発見したもので、質量と軌道距離の両方において木星に特によく似ており、死にゆく恒星の周りで生き残った惑星についての重要な手がかりを提供します。恒星が白色矮星へと変わる過程には激しい段階があり、その間に恒星は膨張して「赤色巨星」、別名「巨星分枝」星と呼ばれる星になり、以前の数百倍の大きさにまで膨らみます。私たちは、この系外惑星がかろうじて生き残ったと考えています。もし当初、母星にもっと近い位置にあったなら、恒星の膨張に飲み込まれていたでしょう。
太陽がやがて赤色巨星になると、その半径は実際に地球の現在の軌道まで外側へ達すると考えられます。つまり、太陽は（おそらく）水星と金星を飲み込み、場合によっては地球も飲み込むでしょうが、確かではありません。
木星とその衛星は生き残ると予想されてきましたが、以前は確実には分かっていませんでした。しかし、この新たな系外惑星の発見により、木星が確実に生き残ると、より確信を持って言えるようになりました。さらに、この系外惑星の位置の誤差範囲は、白色矮星からの距離が現在の木星と太陽の距離のほぼ半分になることを意味する可能性があります。もしそうであれば、木星と火星が生き残るという想定を裏付ける追加の証拠となります。
では、この変化を生き延びる生命はあり得るのでしょうか。白色矮星は、非常に近くを公転する衛星や惑星（水星と太陽の距離の約10分の1）において、最初の数十億年の間は生命を支えられる可能性があります。その後は、何かを維持するのに十分な放射が残らないでしょう。
小惑星と白色矮星
白色矮星を周回する惑星は見つけにくいものの、はるかに検出しやすいのは崩壊しつつある小惑星で、白色矮星の表面近くに位置します。系外小惑星が白色矮星にそれほど近づくには、生き残った系外惑星によって十分な運動量を与えられている必要があります。したがって、系外小惑星は、系外惑星もそこに存在することの証拠であると長く考えられてきました。
私たちの発見は、ついにこれを裏付けるものとなりました。この論文で議論されている系では、現在の技術では系外小惑星を観測できませんが、少なくとも今では、異なる白色矮星系からの証拠を統合することで、惑星の運命というパズルの異なるピースをつなぎ合わせることができます
系外小惑星と系外惑星の関連は、私たち自身の太陽系にも当てはまります。小惑星帯およびカイパーベルト（太陽系外縁部の円盤状の領域）にある個々の天体の多くは、太陽の終焉を生き延びる可能性が高いものの、生き残った惑星の一つによって重力で白色矮星の表面へ向けて動かされるものもあるでしょう。
今後の発見の見通し
この新たな白色矮星の系外惑星は、マイクロレンズ法として知られる手法で発見されました。これは、地球から見て恒星が一時的により遠方の恒星と重なる際に起こる、強い重力場による光の曲がりを観測するものです。
手前の恒星の重力は、その背後にある恒星の光を増幅します。手前の恒星の周りを公転する惑星は、この増幅された光を曲げたりゆがめたりし、それによって私たちは惑星を検出できます。私たちが調べた白色矮星は、天の川銀河の中心に向かう距離の4分の1のところにあり、太陽系から約6,500光年離れています。より遠方の恒星は銀河の中心にあります。
マイクロレンズ法の重要な特徴は、木星と太陽の距離にある恒星の周りを公転する惑星に敏感であることです。白色矮星を周回する他の既知の惑星は、星と惑星の距離に対する感度が異なる別の手法によって発見されています。その例として二つ挙げられます。どちらも、恒星が白色矮星へと変化する過程を生き延びた惑星で、以前より白色矮星に近い位置に落ち着いたものです。一つはトランジット測光法によって発見されました。これは、惑星が白色矮星の前を通過する際に、地球に届く光が減少する様子を捉えて惑星を検出する手法です。もう一つは、惑星の蒸発する大気の検出を通じて発見されました。
さらにもう一つの検出手法である天体測位法、すなわち天空における白色矮星の動きを精密に測定する手法も、結果をもたらすと予測されています。数年以内に、ガイア計画による天体測位で、白色矮星を周回する惑星が約12個見つかると期待されています。これらは、太陽系がどのように終焉を迎えるかについて、より良い証拠を提供するかもしれません。
これら多様な発見手法は、将来の検出の可能性にとって好材料であり、私たち自身の惑星の運命についてさらなる洞察をもたらすかもしれません。しかし現時点では、新たに発見された木星に似た系外惑星が、私たちの未来について最も明確な手がかりを提供しています。
