最近、太陽に似た星を執拗に探している。そこで太陽と似た星を探すのは意外と難しいということに気づいた。あれ？わたしの専門は小惑星だったのになあとふと思う今日この頃。小惑星の反射スペクトルを得るためには、反射というだけに入射光で割る必要がある。しかし、太陽と同じスペクトルを持つものは極めて少ない。特に、紫外波長では吸収線などの影響が顕著に見える。G2V型であったとしても、金属度やCN, CHの存在度によって紫外波長のフラックスは大きく異なる。太陽に類似した星を探すことは近年は系外惑星の視点から、多くなされているようだ。大きく分けて、３つのグループに分けられているようだ (Cayrel de Strobel 1996)。
– Solar twin
質量、化学組成、温度、重力、年齢、電磁的な特性などが太陽とほぼ同じ。
– Solar analog
金属度[Fe/H]が太陽の2倍以内（Soberblom & King 1998）
– Solar-type star
主系列星もしくはサブジャイアント星、温度が5000K~6500Kの間で、かつスペクトルタイプがF8V-K2Vの間。（Soberblom & King 1998）
上から順に強い制約となる（つまりSolar Twinが一番太陽に似ている星）。私の場合には、重力や年齢、電磁的な特性については比較的どうでもよく、スペクトルが同じ星を探したいので、Solar analogの中からスペクトルに特化して似ているもの探すというのが一番近いだろう。しかし、実際のところ、Solar analogでさえほとんど太陽のスペクトルと一致しないのだ。
歴史的には、Hardorpによって、1978年から太陽に類似する星に関する一連の論文が発表されている。彼は77のSolar-type starを調べた。最初の驚くべき結果は、400nm以下について太陽のエネルギースペクトルを見ると、G2VではなくG4Vのエネルギー分布に近いという点だろう。昼の空のスペクトルと同じスペクトルを持つものはほんの数個しか見つからなかった。Hardorpが発見した色がかなり太陽に似た星は、その後どれも真のSolar Twinではないと結論された (Cayrel de Strobel et al. 1981)。先にも言ったが、私の研究にはSolar Twinか否かは争点ではないため、現在もHardorpが発見したHyades 64は最も太陽に似たスペクトルを持つ星だと考えいる。現在に至っても、完全なSolar Twinというのは見つかっていない。太陽とはなんと特殊な星か。
ちなみに、なぜ太陽そのもののスペクトルを使わないのか？という疑問がでるところだが、少し考えれば理解できるように太陽は非常に明るい。肉眼でも見れないものをどうやって大型望遠鏡で見れようか。ちなみに、太陽の色でさえ、多くの議論があり、B-Vの推定は様々あれど0.62-0.69の広がりを持つ（Gray 1992）。この問題は太陽だけではなく他の明るい星にも言える。明るい星ほど、歴史的に細かな特性がわかっており、太陽類似星もそういったサンプルの中から発見される。また、系外惑星の観測をする上では、明るい星の方が都合が良い。つまり現在発見されている太陽類似性は多くのものが９等星よりも明るいものである (e.g. Yana Galarza et al. 2021)。これで何が問題かというと、10m級の大きな望遠鏡で小さな小惑星のスペクトルを測りたい時に、こういった星は明るすぎて使えないのである。つまり、暗くて太陽に似たスペクトルを持つ星を見つけないといけないという難題にぶち当たるわけである。もちろん時間が経てば、徐々に暗い類似星が発見されていくのは想像できるが、それを待っていても仕方がない。太陽に似てるかもしれない星を探しては、観測する日々である。
Cayrel de Strobel, G. (1996) “Stars resembling the Sun” The Astron. Astrophys. Rev. 7, 243.
Soberbolm, D. R., and King, J. R. (1998) “Solar Analogs: Characteristics and Optimum Candidates, Lowell Observatory” p.41
Hardorp, J. (1978) “The Sun among the Stars” Astron. Astrophys. 63, 383.
Gray, D. F. (1992) “The inferred color index of the Sun.” Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 104(681), 1035.
Yana Galarza, J. et al. (2021) “Searching for new solar twins: The Inti survey for the Northern Sky” MNRAS 504, 1873.
Eri Tatsumi 