8年2026月、NASAは宇宙望遠鏡SPHERExの新たな成果を発表した。2025年3月に打ち上げられ、ジェット推進研究所が運用するこの観測装置は、空の掃天観測中に数千個の褐色矮星を検出している。
褐色矮星は恒星と同様に収縮するガス雲から形成されるが、水素核融合を維持するのに十分な質量を持たない。これらの薄暗く輝く天体は、多くの性質において木星や土星のような巨大惑星に似ているが、主星を持たずに宇宙空間を自由に漂い、内部からの熱だけで温まっている。
The Astrophysical Journalに掲載された論文で、研究者たちはSPHERExによる37個の最も近い褐色矮星の観測を分析した。天体の温度はおよそ2200度からマイナス20度の範囲にわたっていた。102色のスペクトルは、それらの大気中に水、二酸化炭素、一酸化炭素、メタンを明らかにした。
「私たちはこれらの分子のシグネチャーと、それらが温度範囲全体にわたって天体ごとにどのように変化するかを見ています」と、研究の共著者であるカリフォルニア工科大学IPACのジェイビ・カークパトリックは述べた。チームはすでに数千個の追加天体を処理している。
筆頭著者のザファル・ルスタムクロフは、褐色矮星を「いわば出来たての料理のようなもの」と呼んだ。系外惑星とは異なり、彼らは完全に独立しており、孤独のうちに徐々に消えていく。SPHERExは、地球大気による吸収のために地上望遠鏡ではとらえられない波長を捉える。
分子の特徴は、天体が冷えて年を経るにつれて変化する。過渡的な段階では、異質な雲が薄まり、メタンに富む大気に取って代わられる。現代のモデルは全体的な化学的傾向をよく説明するが、雲の遷移の細部にはまだ対応できていない。
「二つの褐色矮星が互いに似ていることはない。同じ温度であっても、そのスペクトルはまったく異なって見えます」とルスタムクロフは付け加えた。カークパトリックは、この発見がさらに多くのこうした「暗い放浪者」を研究するきっかけになると強調した。
これらの冷たく独立した世界は、その化学的多様性の中にいったい何を隠しているのだろうか。
SPHERExは毎日およそ3600枚のユニークな画像を取得し続け、同時に空の地図を作成し、星間氷の探索を支援している。このミッションのデータは研究者と一般に公開されている。
