2017 년 2 월, 유럽의 천문학 자 팀은 근처의 별인 TRAPPIST-1을 공전하는 7 개의 행성 시스템을 발견했다고 발표했습니다. 7 개의 행성이 모두 바위 였음을 제외하고, TRAPPIST-1의 거주 가능 구역 내에서 선회하는 3 개의 행성이 추가로 추가되었습니다. 그 이후로,이 행성들 중 어느 것이 거주 가능할 수 있는지를 결정하기 위해 여러 연구가 수행되었습니다.
이 목표에 따라,이 연구들은이 행성들이 대기, 구성 및 내부를 가지고 있는지에 초점을 맞추 었습니다. 최신 연구 중 하나는 Columbia University의 Cool Worlds Laboratory의 두 연구원에 의해 수행되었으며, TRAPPIST-1 행성 중 하나 (TRAPPIST-1e)는 철 코어가 매우 큰 것으로 밝혀졌습니다.이 결과는이 행성의 거주성에 영향을 미칠 수 있습니다.
최근에 온라인으로 등장한“TRAPPIST-1e은 큰 철심을 가지고있다”라는 제목의 연구는 콜롬비아 대학의 선임 대학생이자 천문학 조교수 인 Gabrielle Englemenn-Suissa와 David Kipping이 수행했습니다. Englemenn-Suissa와 Kipping은 연구를 위해 TRAPPIST-1 행성의 질량과 반지름에 제약을 둔 최근 연구를 이용했습니다.
이 연구들과 다른 연구들은 TRAPPIST-1이 외계 행성 연구에 이상적으로 적합한 7 개의 행성 시스템이라는 사실로부터 이익을 얻었습니다. 키핑 교수가 스페이스 매거진에게 이메일을 통해 말했다 :
“이것은 세 가지 이유로 외계 행성 과학을위한 훌륭한 실험실입니다. 첫째,이 시스템에는 엄청난 7 개의 행성이 있습니다. 통과 깊이는 각 행성의 크기를 결정하므로 크기를 매우 정확하게 측정 할 수 있습니다. 둘째, 행성은 중력 적으로 서로 상호 작용하여 이동 시간의 변화를 가져오고 각 행성의 질량을 추론하기 위해 다시 사용되어 인상적인 정밀도로 사용되었습니다. 셋째로, 별은 태양 크기의 약 8 배인 늦은 M- 난쟁이이기 때문에 매우 작으며, 이는 별이 태양 크기 일 때보 다 통과가 8 ^ 2 = 64 배 더 깊다는 것을 의미합니다. 그래서 우리는 여기서 유리한 일을 많이합니다.”
Englemann-Suissa와 Kipping은 TRAPPIST-1 행성의 질량 및 반경 측정을 사용하여 각 행성의 최소 및 최대 코어 반경 분수 (CRF)를 추론했습니다. 이들은 이전에 수행 한 연구 (콜럼비아 대학교의 박사 후보자 인 징징 첸 (Jingjing Chen)와 Cool Worlds Lab의 회원)와 함께 수행 한 연구를 바탕으로 행성의 CRF를 결정하는 방법을 개발했습니다. Kipping이 방법을 설명했듯이 :
“TRAPIST-1 시스템과 같이 질량과 반경을 매우 정확하게 알고 있다면 이론적 내부 구조 모델에서 예측 한 것과 비교할 수 있습니다. 문제는이 모델들이 일반적으로 가능한 4 개의 층, 철심, 규산염 맨틀, 수층 및 가벼운 휘발성 외피로 구성되어 있다는 것입니다. 따라서 4 개의 미지수와 2 개의 측정 량은 원칙적으로 구속 할 수없고 해결할 수없는 문제입니다.”
그들의 연구는 또한 TRAPPIST-1 시스템의 화학적 조성에 제약을 가하려는 다른 과학자들의 이전 연구를 고려했습니다. 이 연구에서 저자들은 행성의 화학 성분이 별의 화학 성분과 연결되어 있다고 가정하고 측정 할 수 있습니다. 그러나 Englemann-Suissa와 Kipping은보다 "무의식적 인"접근 방식을 취하여 단순히 문제의 경계 조건을 고려했습니다.
“우리는 질량과 반경이 주어지면 관측 된 질량과 반경을 설명 할 수있는 X보다 작은 코어를 가진 모델은 없다고 말합니다. “핵심은 X보다 클 수 있지만 이론적 모델로는 달리 설명 할 수 없기 때문에 X 이상이어야합니다. 여기서 X는 우리가 최소 코어 반경 분수라고 부르는 것과 일치합니다. 그런 다음 최대 한도에 대해 같은 게임을합니다.”
그들이 결정한 것은 6 개의 TRAPPIST-1 행성의 최소 코어 크기가 본질적으로 0이라는 것입니다. 즉, 철심이 없어도 성분을 설명 할 수 있습니다. 예를 들어 순수한 규산염 맨틀 만 있으면됩니다. 그러나 TRAPPIST-1e의 경우 핵심은 반경의 50 % 이상, 최대 78 %를 구성해야한다는 것을 발견했습니다.
이것을 철과 니켈의 단단한 내부 코어와 용철-니켈 합금의 액체 외부 코어가 지구 반경의 55 %를 차지하는 지구와 비교하십시오. TRAPPIST-1e의 CRF 상한과 하한 사이에 지구와 비교할 수있는 밀도가 높은 코어가 있어야한다고 결론지었습니다. 이 발견은 모든 TRAPPIST-1 행성 중 e가 가장“지구와 유사하며”보호 자기권을 가질 가능성이 있음을 의미 할 수 있습니다.
Kipping이 지적했듯이, 이것은 거주 가능한 외계 행성을 사냥 할 때 엄청난 영향을 미칠 수 있으며 TRAPPIST-1e를 목록의 맨 위로 밀어 넣을 수 있습니다.
“이것은 특히 TRAPPIST-1e에 대해 더 흥분됩니다. 그 행성은 지구보다 약간 작고 거주 구역에 앉아 있으며 이제 지구와 같은 큰 철심을 가지고 있습니다. 또한 다른 측정으로 인해 가벼운 휘발성 외피를 가지고 있지 않다는 것도 알고 있습니다. 또한 TRAPPIST-1은 Proxima보다 조용한 별인 것 같습니다. 저는 TRAPPIST-1e에 대해 Proxima b보다 잠재적 인 생물권으로서 훨씬 더 낙관적입니다.”
이것은 Proxima b가 습관성이 될 가능성이 없다는 최근 연구에 비추어 볼 때 좋은 소식입니다. 육안으로 볼 수있는 별을 뿜어내는 강력한 플레어 사이에서 대기와 액체 물이 표면에서 오래 살아남지 않을 가능성에 이르기까지, 태양계에 가장 가까운 외계 행성은 현재 거주 가능한 세계를 찾는 좋은 후보로 간주되지 않습니다 또는 외계 생명체.
최근 몇 년 동안 Kipping과 그의 동료들은 Proxima Centauri 주변의 외계 행성 연구에 자신과 Cool Worlds Laboratory를 헌신했습니다. Kipping과 그의 동료들은 캐나다 우주국의 Microvariability and Oscillation of Stars (MOST) 위성을 사용하여 2014 년 5 월과 2015 년 5 월에 Proxima Centauri를 모니터링하여 행성의 이동 신호를 찾았습니다.
Proxima b의 발견은 궁극적으로 Radial Velocity Method를 사용하여 ESO의 천문학 자들에 의해 이루어졌지만,이 캠페인은 인근 M 형 (적색 왜성) 별 주변에서 지구에 거주 할 수있는 행성을 찾을 가능성에 주목하는 데 중요했습니다. 앞으로 Kipping과 그의 팀은 Proxima b에 대한 연구를 수행하여 대기가 있는지 판단하고 CRF가 무엇인지 결정할 수 있기를 희망합니다.
다시 한 번, 적색 왜성 (그리고 지구에 더 가까운)을 도는 많은 암석 행성 중 하나는 거주 성 연구의 주요 후보 일 수 있습니다! 차세대 망원경 도입으로 혜택을 볼 수있는 향후 조사 (예 : 제임스 웹 우주 망원경) 의심 할 여지없이이 시스템과 잠재적으로 거주 할 수있는 세계에 대해 더 많이 밝힐 것입니다.
