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バーナード星

へびつかい座の方向にある恒星
曖昧さ回避 この項目では、へびつかい座の恒星について説明しています。木星の第5衛星については「アマルテア (衛星)」をご覧ください。

バーナード星[7]（英語: Barnard's Star[8]) は、へびつかい座の方向にある恒星。以下に掲げるような様々な特性を持つため、9.5等と肉眼では見えない暗い恒星でありながらよく知られている。

バーナード星
Barnard's star[1]
バーナード星（NASA提供）
バーナード星（NASA提供）
星座 へびつかい座
見かけの等級 (mv) 9.511[1]
変光星型 りゅう座BY型変光星[1](BY)[2]
分類 赤色矮星[1]
位置
元期:J2000.0[1]
赤経 (RA, α)  17h 57m 48.4984700685s[3]
赤緯 (Dec, δ) +04° 41′ 36.113879676″[3]
固有運動 (μ) 赤経: -801.551 ミリ秒/年[3]
赤緯: 10362.394 ミリ秒/年[3]
年周視差 (π) 546.9759 ± 0.0401ミリ秒[3]
（誤差0%）
距離 5.9629 ± 0.0004 光年[注 1]
（1.8282 ± 0.0001 パーセク[注 1]）
絶対等級 (MV) 13.2[注 2]
物理的性質
半径 0.200 ± 0.008 R☉[4]
質量 0.159 M☉[4]
表面重力 5.06 g[4]
自転周期 130.4 日[5]
スペクトル分類 M4V [1]
光度 3.46 ± 0.17×10-3 L☉[4]
表面温度 3,134 ± 102 K[4]
色指数 (B-V) 1.729[1]
色指数 (U-B) 1.257[1]
金属量 10 - 32%（太陽比）[6]
年齢 100 億年
他のカタログでの名称
Velox Barnardi, Proxima Ophiuchi, へびつかい座V2500星[1], BD +04 3561a[1], Gaia DR2 4472832130942575872[1], GJ 699[1], HIP 87937[1], LTT 15309[1]
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歴史

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1916年にアメリカの天文学者エドワード・エマーソン・バーナードが1894年と1916年と年代の異なる2枚の写真乾板を比較していて発見した[9]。そのため、"Barnard's star"（バーナード星）と名づけられたものである。2017年2月1日には国際天文学連合の恒星の命名に関するワーキンググループ (Working Group on Star Names, WGSN) によって正式な固有名として承認された[8]。Barnard's Runaway Star（バーナードの馳走星）ともいう[9]。

特徴

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固有運動

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バーナード星は、全天で一番大きな固有運動を持つ星として知られている。バーナードによる発見ののち、ピッカリングがハーヴァード天文台で撮影された写真乾板を調査したところ1888年に撮影された乾板に写っており、それにより、天球上を1年あたり10.29秒角でほぼ真北の方向（位置角365度）へ移動していることが判った。これは351年に1度移動することになる[9]。このような大きな固有運動をする恒星は「高速度星」と呼ばれ、他にもカプタイン星、グルームブリッジ1830などが知られている。

距離

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バーナード星が大きな固有運動を示す一因は、太陽系から約6光年という比較的近距離に位置しているためである。これは、ケンタウルス座α星系に次いで、2番目に近い[10]。現在は太陽系に接近しており、西暦11800年頃には約3.75光年以内にまで接近する[11]。

物理的性質

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大きさの比較
太陽 バーナード星
   

バーナード星は視等級9.53等（絶対等級+13.4等）のM型主系列星である。実直径は約224,000 km（太陽の約5分の1程度）、質量は16%程度、密度は40倍、光度は2,500分の1の典型的な赤色矮星で、表面温度は約3,200 Kと太陽よりも低い[9]。このため、約0.08 auまで近づかないと、地球が太陽から受け取るものと同等のエネルギーを得ることができない。なお、この位置からバーナード星を見ると、見かけの大きさは太陽の3倍程度になるものと考えられている。

惑星系

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バーナード星bの想像図

バーナード星には太陽系外惑星が存在するという主張が何度もなされてきたが、後に反証された。1960年代初頭から1970年代初頭にかけて、ピート・ファンデカンプはバーナード星の周囲を惑星が公転していると主張した。彼の巨大ガス惑星に関する具体的な主張は、多くの議論の末、1970年代半ばに反証された。2018年11月、スーパーアースとみられる惑星候補がバーナード星の周囲を公転していると報告された。この惑星は最小質量が3.2 M🜨で、主星から0.4 au離れた位置を公転していると考えられていた[12]。しかし、2021年7月に発表された研究により、この惑星の存在は否定された[13]。

2024年8月、超大型望遠鏡VLTのESPRESSO分光器の観測データを使用して、最小質量0.37±0.05 M⊕、公転周期3.15日の太陽系外惑星の存在が確認された。これは、バーナード星の周囲を公転する惑星の最初の説得力のある証拠となった。さらに、この研究では、他の3つの低質量惑星候補が存在している可能性も示された。これらの惑星はすべて、ハビタブルゾーンよりも主星に近い場所を公転している[14][15]。確認された惑星はバーナード星bと命名され、元々は存在が否定されたスーパーアース候補に使用されていた名称を再び使用している。

バーナード星の惑星[15][注 3]
名称
（恒星に近い順） 		質量 軌道長半径
（天文単位） 		公転周期
(日) 		軌道離心率 軌道傾斜角 半径
d (候補) ≥0.22±0.03 M⊕ 0.0188±0.0003 2.3407±0.0004 <0.01 — —
b ≥0.37±0.05 M⊕ 0.02294±0.00033 3.1533±0.0006 <0.16 — —
c (候補) ≥0.31±0.04 M⊕ 0.0274±0.0004 4.1243±0.0008 <0.01 — —
e (候補) ≥0.17±0.05 M⊕ 0.0381±0.0006 6.7377±0.0056 <0.01 — —

存在が否定された惑星

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位置天文学的な捜索

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1960年代、バーナード星に惑星が発見されたと報告され、何年ものあいだ多くの天文学者がそれを支持していた。惑星発見の報告をしたのはアメリカのスプロール天文台のピート・ファンデカンプであり、彼はバーナード星の固有運動における摂動を検出したと報告した。ファンデカンプは、その惑星はバーナード星から4.4 au離れており木星の1.6倍の質量を持つと主張し[16]、その後、木星の1.1倍と0.8倍の質量を持つ2つの惑星がバーナード星を公転している可能性も示唆した[17]。しかし、この観測結果は望遠鏡の誤差によるものではないかと指摘され、その後このような観測は成功されず[18]、1970年代には惑星発見の報告は誤りであったことが定説となった。しかし惑星の存在が信じられている間にサイエンス・フィクションのコミュニティでこの星は一躍有名となり、またダイダロス計画の目標天体としても採用された[19]。

2018年の惑星

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当時考えられていたバーナード星b
（現在のバーナード星bとは異なる）
 
 

その後、長らく惑星は発見されなかったが、ヨーロッパ南天天文台のラ・シヤ天文台のESO3.6m望遠鏡に搭載されている太陽系外惑星観測装置HARPSなど、7つの計器の20年分のデータを用いて調査を行ったロンドン大学クイーン・メアリーとスペインのカタルーニャ宇宙研究所 (IEEC)、スペイン宇宙科学研究所 (CSIC) が共同で行った国際研究チームが2018年11月15日付の英科学誌ネイチャーに、ファンデカンプが報告したものとは異なる、スーパー・アース規模の太陽系外惑星候補がバーナード星を公転していることを発表した[12][20]。この惑星は、当時バーナード星b[21] もしくはバーナードスターb[22][23] (Barnard's star b[12])、Barnard b[24]、Barnard's b[25]、GJ 699 b[24] と呼ばれていた。この惑星は、当時知られていた中では、プロキシマ・ケンタウリbに次いで2番目に地球に近い太陽系外惑星であった[22]。ただし2019年には、プロキシマ・ケンタウリcの発見により3位となっていた。

この惑星はその規模からスーパー・アースとされているが、論文を発表したイグナシ・リバスはミニ・ネプチューンである可能性もまだ否定できないとしている[23]。公転周期は233日で、地球の3.2倍以上の質量を持つとされる。バーナード星の比較的近くにあるにもかかわらず、雪線付近を公転しているため、受けるエネルギーは地球が太陽から受けるエネルギーの2％足らずしかない。推定される表面温度は約-170度で、地球上で知られているような生命が存在できる環境を維持することは難しいと考えられる[12]。

しかし、2021年5月14日にarXivで公表された論文では、この惑星の存在を示す視線速度の信号は恒星の自転周期のエイリアスによって引き起こされたものである可能性が示され、バーナード星bが存在しない可能性が指摘され[13]、2024年に別の惑星（現在のバーナード星b）が発見されたときもこの惑星は存在しないとされた[15]。

バーナード星の惑星[26]
名称
（恒星に近い順） 		質量 軌道長半径
（天文単位） 		公転周期
(日) 		軌道離心率 軌道傾斜角 半径
b (撤回) >0.01016±0.00138 MJ — 232.8+0.38
−0.41 		0.32+0.1
−0.15 		— —

フィクション

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→詳細は「地球以外の実在天体を扱った事物#バーナード星」を参照

脚注

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[脚注の使い方]

注釈

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  1. ^ a b パーセクは1 ÷ 年周視差（秒）より計算、光年は1÷年周視差（秒）×3.2615638より計算
  2. ^ 視等級 + 5 + 5×log（年周視差（秒））より計算。小数第1位まで表記
  3. ^ 惑星bのパラメーターはTable 7の1惑星モデルから取得され、他の惑星候補のパラメーターはTable E.2の4惑星モデルから取得されている。このモデルでは、惑星bに対して異なるパラメーターが設定されている。

出典

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  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n “Results for NAME Barnard's star”. SIMBAD Astronomical Database. CDS. 2018年6月30日閲覧。
  2. ^ “Results for V2500 Oph”. GCVS. 2015年10月12日閲覧。
  3. ^ a b c d e Gaia Collaboration. “Gaia data early release 3 (Gaia EDR3)”. VizieR On-line Data Catalog: I/350. Bibcode: 2020yCat.1350....0G. https://vizier.cds.unistra.fr/viz-bin/VizieR-5?-ref=VIZ5fe85d97a33b&-out.add=.&-source=I/350/gaiaedr3&-c=269.44850252544%20%2B04.73942005111,eq=ICRS,rs=2&-out.orig=o. 
  4. ^ a b c d e Dawson, P. C.; De Robertis, M. M. (2004). “Barnard's Star and the M Dwarf Temperature Scale”. The Astronomical Journal 127 (5): 2909-2914. doi:10.1086/383289. ISSN 0004-6256. 
  5. ^ Benedict, G. Fritz; McArthur, Barbara; Nelan, E.; Story, D.; Whipple, A. L.; Shelus, P. J.; Jefferys, W. H.; Hemenway, P. D. et al. (1998). “Photometry of Proxima Centauri and Barnard's star using Hubble Space Telescope fine guidance senso 3”. The Astronomical Journal 116 (1): 429. arXiv:astro-ph/9806276. Bibcode: 1998AJ....116..429B. doi:10.1086/300420. 
  6. ^ Gizis, John E. (1997). “M-Subdwarfs: Spectroscopic Classification and the Metallicity Scale”. The Astronomical Journal 113 (2): 820. arXiv:astro-ph/9611222. Bibcode: 1997AJ....113..806G. doi:10.1086/118302. 
  7. ^ 国立天文台 編『理科年表』（第86冊）丸善出版、2012年11月23日、112頁。ISBN 978-4-621-08606-3。 
  8. ^ a b “IAU Catalog of Star Names”. 国際天文学連合 (2017年2月1日). 2017年2月10日閲覧。
  9. ^ a b c d Burnham,. Jr., R. (1978). Burnham's Celestial Handbook. Dover Publications. pp. 1251-1252 
  10. ^ “Barnard's Star”. Sol Station. 2019年1月6日閲覧。
  11. ^ Bobylev, V. V. (2010). “Searching for stars closely encountering with the solar system”. Astronomy Letters 36 (3): 220–226. arXiv:1003.2160. Bibcode: 2010AstL...36..220B. doi:10.1134/S1063773710030060. 
  12. ^ a b c d Ribas, I. et al. (2018). “A candidate super-Earth planet orbiting near the snow line of Barnard’s star”. Nature 563 (7731): 365-368. arXiv:1811.05955. Bibcode: 2018arXiv181105955R. doi:10.1038/s41586-018-0677-y. ISSN 0028-0836. 
  13. ^ a b Lubin, Jack; Robertson, Paul; Stefansson, Gudmundur et al. (15 July 2021). “Stellar Activity Manifesting at a One-year Alias Explains Barnard b as a False Positive”. The Astronomical Journal (American Astronomical Society) 162 (2): 61. arXiv:2105.07005. Bibcode: 2021AJ....162...61L. doi:10.3847/1538-3881/ac0057. ISSN 0004-6256. 
  14. ^ “Scientists discover planet orbiting closest single star to our sun”. phys.org (October 1, 2024). 2024年10月1日閲覧。
  15. ^ a b c González Hernández, J. I. et al. (October 2024). “A sub-Earth-mass planet orbiting Barnard’s star”. Astronomy & Astrophysics 690. doi:10.1051/0004-6361/202451311. A79. 
  16. ^ Van de Kamp, Peter. (1963). “Astrometric study of Barnard's star from plates taken with the 24-inch Sproul refractor”. The Astronomical Journal 68 (7): 515. Bibcode: 1963AJ.....68..515V. doi:10.1086/109001.  Archived
  17. ^ van de Kamp, P. (1969). “Alternate dynamical analysis of Barnard's star”. Astronomical Journal 74: 757–759. Bibcode: 1969AJ.....74..757V. doi:10.1086/110852. 
  18. ^ Gatewood, George; Eichhorn, H. (1973). An unsuccessful search for a planetary companion of Barnard's star (BD +4 3561)journal=The Astronomical Journal. 78. p. 769. Bibcode: 1973AJ.....78..769G. doi:10.1086/111480. 
  19. ^ Bond, A.; Martin, A. R. “Project Daedalus – The mission profile”. Journal of the British Interplanetary Society 29 (2): 101. Bibcode: 1976JBIS...29..101B. オリジナルの2007-10-20時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20071020144727/http://md1.csa.com/partners/viewrecord.php?requester=gs&collection=TRD&recid=A7618970AH&q=project+daedalus&uid=788304424&setcookie=yes. 
  20. ^ “太陽系から2番目に近い恒星にスーパーアース候補を発見”. AstroArts (2018年11月16日). 2018年12月1日閲覧。
  21. ^ 鳥嶋真也 (2018年). “地球から6光年の「バーナード星」に惑星が存在か？ - 国際研究チーム”. マイナビニュース. 2020年3月1日閲覧。
  22. ^ a b “６光年先に巨大な地球型惑星を発見、凍った状態”. CNN.co.jp (2018年11月15日). 2018年12月1日閲覧。
  23. ^ a b “6光年先に「スーパーアース」発見、太陽に最も近い単一星を公転”. https://www.afpbb.com/articles/-/3197690 2018年11月16日閲覧。 
  24. ^ a b “New paper indicates potential for primitive life on icy Barnard b super-earth planet if geothermal activity exists”. Phys.org (2019年). 2020年3月1日閲覧。
  25. ^ Jean Schneider. “Planet Barnard's b”. The Extrasolar Planet Encyclopaedia. Observatoire de Paris. 2018年12月1日閲覧。
  26. ^ “Planet Barnard's b”. 太陽系外惑星エンサイクロペディア. 2021年1月29日閲覧。

関連項目

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外部リンク

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