ノーベル物理学賞 現代宇宙論の基礎築く
太陽系外惑星常識超す姿 ビッグバンの名残に根拠
物理学賞は「宇宙の進化と宇宙における地球の位置の理解への貢献」で、欧米の研究者3人が受賞した。
スイス・ジュネーブ大学のミシェル・マイヨール名誉教授と教え子でもあるジュネーブ大のディディエ・ケロー教授は、太陽以外の恒星を回る太陽系外惑星を1995年に初めて発見した。見つけたのは地球から約50光年離れた「ペガスス座51番星」の周りを回る惑星だ。
太陽系と同じように惑星をもつ恒星は少なくないと考えられていた。しかし世界の天文学者が長年観測しても見つからず、当時の技術で見つけるのは難しいのではないかと思われ始めていた矢先の成果だった。この発見を突破口に、現在までに4000個を超える太陽系外惑星が見つかっている。
発見とともに大きな驚きだったのが、それまでの天文学の常識を超えた惑星の姿だった。公転周期が4日と恒星にごく近い軌道を、木星の半分ほどの大きさのガスでできた巨大惑星が回っていた。
太陽系では太陽に最も近い水星でも公転周期は88日。しかも太陽に近い場所は地球のように岩石でできた惑星で、木星のようにガスでできた惑星はもっと外側の軌道を公転している。太陽系と大きく異なる姿をした惑星の発見は、それまでの太陽系や惑星の生まれる過程についての考え方を見直すきっかけになった。
もう一人の受賞者、米プリンストン大学のジェームズ・ピーブルズ名誉教授は理論面で宇宙の歴史を解明するために大きな貢献をした。
宇宙が「ビッグバン」と呼ばれる大爆発で始まり、銀河などが生まれる過程を研究した。宇宙の95%を「ダークマター」や「ダークエネルギー」と呼ばれる未知の物質やエネルギーが占めるという現代の宇宙論の基礎を築いた先駆者のひとりだ。
代表的な成果は、宇宙の全方向からほぼ均等に届く「宇宙マイクロ波背景放射（CMB）」と呼ばれる電磁波が宇宙の誕生直後に起きたビッグバンの名残である根拠を理論的に示したことだ。
CMBは米AT&Tのベル研究所（当時）にいたアーノ・ペンジアス氏とロバート・ウィルソン氏が64年、アンテナの雑音をなくす研究中、偶然に発見した。当時はCMBが本当にビッグバンの名残かどうかは議論が分かれていた。ピーブルズ氏はこの論争の決着に大きな役割を果たし、ペンジアス氏とウィルソン氏は78年にノーベル物理学賞を受賞した。
（編集委員 小玉祥司氏）
51 Peg b
51 Peg b は、太陽のような恒星の周りに人類が初めて発見した惑星です。
この惑星は、木星と同程度の質量をもち、はくちょう座51番星を4日周期で、地球と太陽の距離の0.05倍の距離のところを公転しています。中心星に非常に近いため表面は高温になっていると考えられており、高温の木星の様な惑星という意味で”ホットジュピター”と呼ばれるようになりました。発見当時、このような巨大惑星の存在は想定されていなかったため、惑星を探していた天文学者に大きな衝撃を与えました。
この惑星を1995年に発見して太陽系外惑星の人類初発見の栄誉を手にしたのは、比較的遅くに参入した、スイスの惑星探しチームのマイヨールとケローズでした。1995年以前にも複数の太陽系外惑星探しの観測チームが存在し、主に視線速度法（恒星の視線方向の速度を精密に観測して惑星を探す方法）と呼ばれる方法で惑星探しが進められていましたが、中心星近くの巨大惑星を想定していなかったため、1995年まで発見することができませんでした。事実、そのような短周期で公転する巨大惑星が存在することがわかってからは巨大惑星発見の報告が続きました。
文責：大宮正士氏（国立天文台）
