NASAの天体物理学者らが、宇宙に置く重力波望遠鏡「LISA(リサ)」を使って、天の川銀河の中にこれまで知られていない種類の系外惑星(太陽以外の恒星を回る惑星)を見つけられることを示す、2本の論文を米天体物理学誌「アストロフィジカル・ジャーナル」に発表しました。重力波とは、重い天体が動くときに生じる時空のわずかなゆがみが、波として伝わるものです。
狙うのは、白色矮星(太陽のような星が燃え尽きた後に残る、地球ほどの大きさの天体)が2つ、互いにきわめて近くを回り合っている連星です。このペアは重力波を出し続けますが、そこに惑星が加わると、惑星の重力で連星がわずかに揺さぶられ、重力波の信号に周期的な変化が加わります。信号の主な周波数の上下に「サイドバンド」と呼ばれる成分が現れ、それが惑星の存在を示す手がかりになります。光のスペクトルの揺れから惑星を見つける「視線速度法」と似た考え方で、こうした方法は2008年に日本の天文学者、瀬戸直樹氏が最初に提案していました。
1本目の論文を単独で書いた、メリーランド大学ボルティモア郡校とNASAゴダード宇宙飛行センターの博士研究員ケイシー・マクグラス氏は、この方法が特にうまく働く惑星の質量や公転周期を調べました。NASAによると、LISAは、こうした連星を回る木星ほどの質量の惑星を、数千光年先まで検出できる可能性があります。天の川銀河には、公転周期が1時間より短い白色矮星の連星が約1000万組あるとされ、LISAはそのうち約1万組を個別に見分けられると見込まれています。
もう1本の論文では、見つかった惑星をウェッブ宇宙望遠鏡で確かめる方法を示しました。惑星があると、連星の星だけの場合より赤外線が多く出るため、ウェッブは少なくとも500光年先まで、その「赤外線の余り」をとらえられます。500光年先の例では、ウェッブは木星の約5倍の質量の惑星を検出でき、LISAは条件がよければ木星より軽い惑星も検出できるといいます。単独の白色矮星を回る惑星は見つかっていますが、白色矮星の連星を回る惑星はまだ一つも見つかっていません。
LISAは欧州宇宙機関(ESA)が主導し、2030年代半ばの打ち上げを予定しています。3機の探査機が一辺約250万kmの三角形をつくって地球と同じように太陽を回り、互いにレーザーを送り合って、ヘリウム原子の幅よりも小さい距離の変化を測ります。NASAは望遠鏡やレーザー装置などの重要な機器と、データ解析などで参加しています。
出典: NASA「NASA Scientists Show How Gravitational Waves Can Reveal New Worlds」(2026年11月10日)