현재 추정에 따르면, 은하계에만 천억 개의 행성이있을 수 있습니다. 불행히도,이 행성들의 증거를 찾는 것은 힘들고 시간이 많이 걸리는 작업입니다. 대부분의 경우, 천문학 자들은 별 자체의 움직임에 대한 도플러 측정의 별 밝기 (수송 방법)에서 딥을 측정하는 간접적 인 방법에 의존해야합니다 (방사선 속도 방법).
별의 취소 효과로 인해 직접 이미징이 매우 어렵습니다. 별의 밝기로 인해 행성에서 궤도를 도는 행성을 찾기가 어렵습니다. 운 좋게 Caltech의 IPAC (Infrared Processing and Analysis Center)가 이끄는 새로운 연구에 따르면 직접 이미징을 사용하여 외계 행성을 찾는 지름길이있을 수 있습니다. 그들은 해결책은 적어도 하나의 거대한 행성을 가지고 있기 때문에 주변의 파편 디스크가있는 시스템을 찾는 것이라고 주장합니다.
"스피처 검출 파편 디스크의 직접 영상 조사 : 먼지 시스템에서 거대한 행성의 발생"이라는 제목의 연구는 최근에 천문 저널. IPAC / Caltech의 연구 보조 조교 인 Tiffany Meshkat은이 연구의 수석 저자였으며 NASA의 Jet Propulsion Laboratory에서 박사 후 연구원으로 일하면서 수행했습니다.
이 연구를 위해 Meshkat 박사와 동료들은 파편 디스크가있는 130 개의 서로 다른 단일 별 시스템에 대한 데이터를 조사한 후 호스트 디스크에 나타나지 않는 277 개의 별과 비교했습니다. 이 별들은 모두 NASA의 Spitzer Space Telescope에 의해 관찰되었으며 나이가 상대적으로 젊습니다 (10 억년 미만). 이러한 130 개 시스템 중 100 개는 이전에 외계 행성을 찾기 위해 연구되었다.
Meshkat 박사와 그녀의 팀은 W.M.의 데이터를 사용하여 나머지 30 개 시스템을 추적했습니다. 하와이의 eck 천문대와 칠레의 유럽 남부 천문대 (ESO) 초대형 망원경 (VLT). 그들은이 시스템에서 새로운 행성을 발견하지 못했지만, 그들의 검사는 디스크가있는 시스템에서 풍부한 행성을 특징 짓는 데 도움이되었습니다.
그들이 발견 한 것은 파편 디스크가있는 어린 별들도 그렇지 않은 것보다 넓은 궤도를 가진 거대한 외계 행성을 가질 가능성이 높다는 것입니다. 이 행성들은 또한 목성의 질량의 5 배를 가지고 있었기 때문에“슈퍼 쥬피터”가되었습니다. Meshkat 박사가 최근 NASA 보도 자료에서 설명했듯이,이 연구는 외계 행성 사냥꾼이 목표를 선택할 때가되면 도움이 될 것입니다.
“우리의 연구는 미래의 미션이 어떤 별을 관찰할지 계획하는 데 중요합니다. 직접 이미징을 통해 발견 된 많은 행성들은 잔해 디스크가있는 시스템에 있었으며 이제 먼지가 발견되지 않은 세계의 지표가 될 수 있다는 것을 알고 있습니다.”
먼지가 많은 잔해 디스크가있는 별을 가장 많이 조사한이 연구는 또한 거대 행성이 잔해 디스크를 점검 할 책임이 있다는 증거를 제시했습니다. 연구 결과 거대 행성의 존재로 인해 잔해 디스크가 형성되는 이유를 직접적으로 해결하지는 못했지만, 저자들은 그 결과가 잔해 디스크가 거대 행성의 산물이며 먼지 충돌을 일으키는 산물이라는 예측과 일치한다고 지적합니다.
다시 말해, 그들은 거대한 행성의 중력이 평면을 충돌 시켜서 행성이 더 이상 행성을 형성하지 못하게 할 것이라고 믿는다. JPL의 수석 연구 과학자이기도 한 Dimitri Mawet 박사는 다음과 같이 설명했습니다.
“초기에는이 거대한 물체가 빌딩 블록을 파괴했기 때문에이 시스템에서 작은 행성을 찾지 못할 수도 있습니다 바위가 많은 행성들 사이에서 부드럽게 결합하는 대신 서로 빠른 속도로 서로 부딪 히게합니다.”
태양계 내에서 거대한 행성은 파편 벨트를 만듭니다. 예를 들어, 화성과 목성 사이에는 메인 소행성 벨트가 있고, 해왕성 너머에는 카이퍼 벨트가 있습니다. 이 연구에서 조사 된 많은 시스템에는 두 개의 벨트가 있지만 태양계 자체의 벨트보다 상당히 젊습니다 (약 10 억년 전, 45 억년 전).
이 연구에서 조사 된 시스템 중 하나는 파편 디스크, 혜성 및 확인 된 외계 행성을 가진 시스템 인 Beta Pictoris였습니다. Beta Pictoris b로 지정된이 행성은 7 개의 목성과 질량을 9AU의 거리, 즉 지구와 태양 사이의 거리의 9 배에 달합니다. 이 시스템은 과거에 지상 망원경을 사용하여 천문학 자들이 직접 촬영했습니다.
흥미롭게도 천문학 자들은 시스템의 잔해 디스크의 존재와 구조에 기초하여이 외계 행성이 확인되기 전에이 행성의 존재를 예측했습니다. 연구 된 또 다른 시스템은 HR8799로, 2 개의 눈에 띄는 더스트 벨트가있는 잔해 디스크가있는 시스템입니다. 이러한 종류의 시스템에서 더 큰 행성의 존재는 먼지 벨트를 유지해야 할 필요성에 따라 추론됩니다.
이것은 40 억 년 전에 거대한 행성들이 태양을 향해 혜성을 지나가는 우리 태양계의 경우라고 생각됩니다. 이로 인해 늦은 폭격이 발생했으며, 여기서 내부 행성은 오늘날에도 여전히 볼 수있는 수많은 영향을 받았습니다. 과학자들은 또한이시기에 목성, 토성, 천왕성 및 해왕성의 이주가 먼지와 작은 물체를 편향하여 카이퍼 벨트와 소행성 벨트를 형성했다고 생각합니다.
Meshkat 박사와 그녀의 팀은 또한 그들이 조사한 시스템에 태양계보다 훨씬 더 많은 먼지가 포함되어 있으며, 이는 나이의 차이로 인한 것일 수 있다고 지적했습니다. 약 10 억년 된 시스템의 경우 먼지의 존재 증가는 더 큰 바디 충돌을 형성하지 않은 작은 바디의 결과 일 수 있습니다. 이것으로부터 우리 태양계는 한때 훨씬 더 먼지가 많은 것으로 추론 될 수 있습니다.
그러나 저자들은 또한 거대한 행성 하나와 잔해 디스크가있는 그들이 관찰 한 시스템에 아직 발견되지 않은 행성들이 더 많이있을 수 있다고 지적했다. 결국, 그들은 결과가 결정적인 것으로 간주되기 전에 더 많은 데이터가 필요하다는 것을 인정합니다. 그러나 그 동안,이 연구는 외계 행성이 어디에서 발견 될 수 있는지에 대한 지침이 될 수있다.
NASA의 Exoplanet Exploration Program Office의 수석 과학자이자 공동 연구자 인 Karl Stapelfeldt는 다음과 같이 말했습니다.
"NASA의 James Webb 우주 망원경과 같은 미래의 임무가 거대한 외계 행성을 찾을 수있는 최고의 기회를 제공하는 천문학 자들을 보여줌으로써이 연구는 미래의 발견을위한 길을 열어줍니다."
또한,이 연구는 태양계가 수십억 년 동안 어떻게 진화했는지에 대한 우리 자신의 이해를 도울 수 있습니다. 한동안 천문학 자들은 목성과 같은 행성이 현재 위치로 이동했는지 여부와 이것이 태양계의 진화에 어떤 영향을 미치는지에 대해 토론 해 왔습니다. 그리고 메인 벨트가 어떻게 형성되었는지에 대한 논쟁이 계속되고 있습니다 (즉, 비어 있음).
마지막으로, 미래의 조사에 정보를 제공하여 천문학 자들이 수십억 년 전에 우리와 같은 선을 따라 어떤 별 시스템이 발전하고 있는지 알 수 있습니다. 별 시스템에 잔해물 디스크가있는 곳에서는 특히 거대한 가스 거인의 존재를 유추합니다. 그리고 두 개의 눈에 띄는 더스트 벨트가있는 디스크가있는 경우, 많은 행성과 두 개의 벨트가 포함 된 시스템이 될 것이라고 추론 할 수 있습니다.
