個体の地面を持てる惑星の直径の限界は？

質問

素人質問です。

木星はもう少し大きいと恒星化しかねないと伺います。
木星よりもう少し大きい星は
みな恒星になってしまうのでしょうか？

そもそも木星なみのサイズの、
個体の地面を持つ惑星(地球型惑星？)
は存在できるのでしょうか？
恒星になってしまったりするのでしょうか？

回答No.1

SPROCKETER · ベストアンサー

木星は太陽から受ける熱量よりも多くの熱量を外界に放出していますから、赤外線星と呼べない事もない惑星です。木星より大きな惑星は褐色矮星と呼ばれており、可視光で輝いてはいませんが、赤外線を放出する恒星です。

　木星規模の惑星は非常に多く発見されていますし、ありふれた惑星系に存在する惑星です。木星、土星、天王星、海王星と同規模の惑星は全て発見されており、珍しい惑星ではありません。浮遊惑星と呼ばれている巨大ガス惑星は、木星よりも大きなものが多いようですが、銀河系の恒星の数とほぼ同じぐらい存在すると考えられています。

　地球よりも大きな岩石質惑星は多数発見されていますが、木星と同じぐらいの大きさを持つ岩石質の地球型惑星は発見されていません。地球の数倍の大きさになると、海王星のように氷を多く含んだガス惑星になるようです。

　実は地球も軌道から考えて、海王星か、木星のような巨大ガス惑星であった可能性が大きく、そうならなかったのは謎のようです。本来ならば、木星が１つだけか、木星の内側に木星か、海王星ぐらいの大きさを持つガス惑星が複数個存在する惑星系が一般的で、地球のような岩石質惑星が含まれているのは、例外中の例外のようです。

　地球のように岩石質の惑星が５個ぐらい、太陽系とほぼ同じ軌道上に並んで存在する惑星は、いくつか発見されていますが、どの惑星系も岩石質惑星がある場合は、巨大ガス惑星が存在しないのだそうです。

　逆に巨大ガス惑星が多い惑星系では、地球型惑星は恒星に異常に近い軌道にしか存在しません。

　ハビタブルゾーン内に地球型惑星が存在し、しかも、そのすぐ近くに木星型惑星も存在するという特異な惑星系は、２０００個以上も惑星が発見されているにも関わらず、太陽系だけしか見つかっていないようです。

　火星と木星の間に、海王星ぐらいのガス惑星が存在するのが、最も自然な形なのですが、太陽系では、そうなっていません。その原因が必ずしもわかっていないようです。

　他の惑星系を調べてみると、木星ぐらいの惑星の内側に惑星が出来る場合は、大きさに関わらず、巨大ガス惑星しか無いのが通例のようです。地球の２倍ぐらいしかないガス惑星も発見されています。

　太陽系は惑星が並ぶ順番が他の惑星系とは逆になっていると考えても良いぐらいで、他の惑星系では、土星、天王星、海王星、木星と並ぶのが自然なようです。太陽系では木星が軌道を変えて、内側に入り込んで来たように見えますし、そういう惑星移動が起こった惑星系も数多くあるようです。

　実は地球も軌道が変わった惑星だと考えると、水星、金星、月、火星、地球と並んでいて、地球が軌道を変えて内側に割り込んだ結果、順番が水星、金星、地球－月、火星となったと考えると、説明しやすくなるように思います。これだと地球だけに海や大気圏があるのも説明出来ます。

　地球と木星は軌道が変わらなかったという学説が現在は有力なのですが、これが否定されれば、太陽系は系外惑星と同じような順番に並んでいた惑星系の順番が入れ替わって出来た惑星系という話になるようです。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%AA%E7%94%B1%E6%B5%AE%E9%81%8A%E6%83%91%E6%98%9F

お礼

とても詳しく解り易い説明ありがとうございます。
知識不足で適切に理解できない面も有りましたが、
とても興味深く読ませて頂きました。

＞地球よりも大きな岩石質惑星は多数発見されていますが、
＞木星と同じぐらいの大きさを持つ
＞岩石質の地球型惑星は発見されていません。
14万ｋｍ未満　1.2万ｋｍ以上。
地球より大きいのは幾つも見つかっているのですね。

そしてこの太陽系は特殊な例の様なのですね。
もっと観測が進むと
どんどん色々な謎が解って来そうで楽しみです。

ご回答ありがとうございました。

回答No.2

satoumasaru

はじめまして

ご質問について私の知っている範囲でお応えします。

＞木星よりもう少し大きい星は
＞みな恒星になってしまうのでしょうか？

「もう少し大きい星」がどの程度かということがありますが、木星より「少しおおきい程度」では恒星にはなりません。現在いわれていることは太陽の８％ぐらいの質量が必要であり、木星の７０倍以上の質量が必要です。

＞木星なみのサイズの個体の地面を持つ惑星(地球型惑星？)
＞は存在できるのでしょうか？

存在は可能でしょうが、現在の宇宙ではうまれることはできません。なぜなら、宇宙の成分のほとんどが水素とヘリウムです。ですので、一定程度の質量があれば自動的にまわりの水素やヘリウムを身にまといます。木星や土星でも中心はガスではなく岩石です。

太陽系外の惑星の発見については英紙「ネイチャー」で発表されたのは１９９５年です。これ以降にも多くの発見したことがこれまでさまざまな方法で探索されています。ただこれまでに発見され、確認されている太陽系外惑星の多くは、恒星にきわめて近接したところを公転している木星のような巨大惑星（ホットジュピター）です。（もっともこのタイプが一番発見されやすいですが）

これまでの惑星形成理論では、太陽系を基準にして考えられてきました。これは、なぜ火星までは岩石の惑星で、なぜ木星以遠はガス惑星なのか、なぜ惑星がほとんど同一平面上を公転しているのかを非常にうまく説明できました。ほぼ惑星系の成立過程について解明されたと考えられてきたのに、このようなホットジュピターが発見されたことは天文界に衝撃を与えたのです。

現在は、観測機器の精度向上により、スーパーアースとよばれる地球の数倍程度の質量を持ち、かつ主成分が固体と考えられている惑星が多数みつかっており（正確にいえばまだ「候補」の段階）、どうやら太陽系外惑星ではこのタイプが一番多そうだと推測されています。

現在はこれらの新発見を説明するために「惑星移動説」「キャメロン・モデル」「修正京都モデル」という三つの案が提案されています。もっとデータが集積しないと決定的なことは言えないようですね。

なお、太陽系外惑星を探索するためのケプラー宇宙望遠鏡は２０１２年５月に深刻な障害をおこしておりちょっと心配です。

お礼

ご回答ありがとうございます。

木星の70倍以上の質量・・大きいのですね。

地球に似た星を探す事で思わぬ問題、仮説、色々生まれていると。
これから一見地味だけど驚く様な発見があるのかもなのですね。

今後の宇宙関連の記事に興味が湧きます。
ご回答、ありがとうございました。