のみ込まれているはずだった3つの惑星

太陽のような恒星は、生涯の終わり近くに、天文学者が赤色巨星分枝と呼ぶ段階を登っていく。外層が何桁もふくらむのだ。すると潮汐と恒星の質量の減少によって、近すぎる軌道を回る惑星は、どれも引きずり込まれてのみ込まれるはずだ。太陽に似た恒星なら、その範囲は約1天文単位（地球と太陽の距離）以内である。実際、年老いた恒星の探査では、短い軌道を回る巨大惑星はごくわずかしか見つかっていない。

その分枝の頂点で、中心核でヘリウムが点火し、恒星はふたたび縮む。そして、レッドクランプ（red clump）と呼ばれる、より小さな段階に落ち着き、中心核でヘリウムを燃やす。したがって、レッドクランプ星の近くに見える惑星は、その恒星が最も大きかった瞬間を生き延びたはずだ。これまで、こうした「禁じられた」惑星は1つしか報告されていなかった。

恒星に耳を澄ます

難しいのは、2つの段階を見分けることだ。登っている途中の巨星とレッドクランプにある巨星は、光で見るとよく似ている。しかし、振動のしかたは同じではない。恒星は振動しており、その振動は中心核の密度を探る手がかりになる。これが星震学だ。

雲南大学と中国科学院のWen-Xu Lin、Sheng-Bang Qianらは、TESSミッションが記録した光度曲線を使って、惑星をもつことが知られているすべての恒星をこの方法でふるいにかけた。3つの恒星が、確実にレッドクランプにあると判明した。24 Boo、HD 12648、TYC 4282-605-1だ。チームはそのうえで、3つの天文台による長年の測定を再解析した。惑星の引力によって、それぞれの恒星がふらつく様子を測ったものだ。

年老いた恒星の内側を回る軌道

3つの惑星は次のとおりだ。

24 Boo bは30.3日で恒星を1周し、距離は0.183天文単位だ。レッドクランプ巨星のまわりで知られている最も近い惑星である。最小質量は木星の約4分の3だ。
TYC 4282-605-1 b：101.6日、0.489 au、質量は木星の14倍以上。
HD 12648 b：132.9日、0.516 au、質量は木星の2.5倍以上。

恒星そのものは現在、太陽のおよそ10倍から12倍の幅がある。問題は、赤色巨星分枝の頂点でどれだけの幅があったかだ。チームは、対流と組成の不確かな細部を変えながら、恒星進化モデルでその最大半径を計算した。24 Boo bの軌道は試したすべての曲線より下にあり、TYC 4282-605-1 bの軌道も同様だ。HD 12648 bは境界により近い。のみ込まれた確率は、最も有利な対流の設定では、ほぼ確実から43%まで下がる。

軌道そのもののモデル（質量の減少、恒星風による抵抗、潮汐）からは、単純な規則が得られる。単独の恒星が通常どおり進化するなら、レッドクランプ星のまわりに見える惑星は、その恒星の過去の最大半径より内側を回ることは決してないはずだ。24 Boo bとTYC 4282-605-1 bは、試したすべてのモデルでそうなっている。HD 12648 bについては、対流の設定しだいだ。

既知の惑星について、軌道距離を恒星半径に対して示したグラフ。3つの惑星が、レッドクランプ程度の大きさの恒星のあいだで強調されている。

確認済みの惑星について、軌道距離を主星の半径に対して示したもの。この研究の3つの惑星（赤いひし形）は、レッドクランプ程度の大きさの恒星のあいだにあり、異例なほど内側を回っている。— 図2d、Lin et al. (2026), arXiv:2611.04544.

どうやって生き延びたのか

著者らは可能性を列挙しているが、それらは実証したメカニズムではなく、あくまでアイデアだと明言している。

連星としての過去。主星がかつて伴星と質量をやりとりしたり、伴星と合体したりしていたなら、その外層はそれほどふくらまなかったかもしれない。24 Booの振動は、これほど重元素に乏しい恒星にしては異例なほど弱い結合を示しており、その歴史が単独の恒星のものではないかもしれないことを示唆している。合体でできた恒星は、円盤を保ったり、つくり直したりすることもでき、そこで「第2世代」の惑星が生まれるかもしれない。
のみ込まれた惑星からの円盤。内側の惑星がのみ込まれたなら、それが恒星に注ぎ込んだエネルギーがガスを放出して一時的な円盤をつくり、恒星が縮んだあとで、外側で生き残った惑星を内側へ引き寄せたのかもしれない。
間一髪の脱出。惑星が分枝の頂点付近で、ふくらんだ外層の中に一度入り込んだものの、軌道が縮むよりも速く外層が後退したため、ふたたび外に出たのかもしれない。

浮遊惑星の捕獲や、複数の惑星をもつ系の中での配置の入れ替わりは、可能性が低いと判断されている。

禁じられた惑星が1つなら、それは異常例だった。3つになったいま、著者らは進化した惑星系の新しい種類について語っている。そして、年老いた恒星のまわりには、現在のモデルがまだ取り込んでいない物理がある、と。