2017 년 2 월, 칠레의 TRAPPIST 망원경과 Spitzer Space Telescope의 데이터를 사용하여 천문학 자들이 TRAPPIST-1 시스템에서 7 개의 암석 외계 행성 시스템을 식별했다는 사실을 알게되어 세계는 놀라웠습니다. 이것이 외계인 열광 자에게 충분한 격려가되지 않은 것처럼, 7 개의 행성 중 3 개 행성이 별의 지구 별 거주권 구역 (일명“골디 락 구역”) 내에서 궤도를 돌고 있음을 나타 냈습니다.
그 이후로이 시스템은 행성의 거주 가능 여부를 결정하기위한 상당한 연구 및 후속 조사의 초점이되어 왔습니다. 이 연구에 내재 된 것은 행성의 표면에 액체 물이 있는지 없는지에 대한 의문이었습니다. 그러나 미국 천문학 자 팀의 새로운 연구에 따르면, TRAPPIST 행성은 실제로 생명을 유지하기에는 물이 너무 많을 수 있습니다.
“물이 풍부한 성분으로부터 유추 된 TRAPPIST-1 행성의 내부 이동”이라는 제목의 연구는 최근 저널에 실렸다. 자연 천문학. 이 연구는 School of Earth and Space Exploration (SESE)의 지질학자인 Cayman T. Unterborn이 주도했으며 Steven J. Desch, Alejandro Lorenzo (SESE) 및 Natalie R. Hinkel (Vanderbilt University의 천체 물리학 자 포함) 내쉬빌.
언급 된 바와 같이, TRAPPIST-1 행성 중 어느 것이 거주 가능할 수 있는지를 결정하기 위해 여러 연구가 수행되었다. 그리고 일부는 변덕스럽고 타오르는 경향이있는 별 (모든 붉은 왜성처럼)을 타다가 오랫동안 대기를 유지할 수 없을 것이라고 강조했지만 다른 연구에서는이 시스템이 물이 풍부하고 생명을 구하기에 이상적입니다.
연구를 위해 팀은 밀도를 계산하기 위해 TRAPPIST-1 행성의 질량과 직경에 제약을 가하려는 이전 조사의 데이터를 사용했습니다. 이것의 대부분은 Hypatia Catalog (저자 저자 Hinkel에 의해 개발 된)라는 데이터 세트에서 왔습니다.이 데이터는 150 개가 넘는 문학 소스의 데이터를 병합하여 태양 근처에있는 별들의 풍부한 별을 결정합니다.
이 데이터를 사용하여 팀은 각 TRAPPIST-1 행성의 휘발성 내용을 결정하기 위해 질량 반경 구성 모델을 구성했습니다. 그들이 주목 한 것은 TRAPPIST 행성은 전통적으로 바위 같은 몸에 가벼워서 물과 같은 휘발성 원소가 많이 함유되어 있음을 나타냅니다. 유사하게 저밀도 세계에서, 휘발성 성분은 일반적으로 대기 가스 형태를 취하는 것으로 생각됩니다.
그러나 최근 SESE 뉴스 기사에서 Unterborn이 설명했듯이 TRAPPIST-1 행성은 다른 문제입니다.
“그는 TRAPPIST-1 행성의 질량이 너무 작아 밀도 부족을 구성하기에 충분한 가스를 보유 할 수 없습니다. 그들이 가스를 붙잡을 수 있었음에도 불구하고 밀도 결손을 구성하는 데 필요한 양은 우리가 보는 것보다 지구를 훨씬 더 행복하게 만들 것입니다.”
이 때문에 Unterborn과 그의 동료들은이 행성계의 저밀도 성분이 물이어야한다고 결정했습니다. 물의 양을 결정하기 위해이 팀은 ExoPlex로 알려진 고유 한 소프트웨어 패키지를 사용했습니다. 이 소프트웨어는 최첨단 광물 물리 계산기를 사용하여 팀이 개별 행성의 질량과 반경뿐만 아니라 TRAPPIST-1 시스템에 대한 모든 정보를 결합 할 수있게했습니다.
그들이 발견 한 것은 내면의 행성 (비 과 씨)는 질량이 15 % 미만인“건조기”였으며 바깥 행성 (에프 과 지)는 질량에 의해 50 % 초과의 물을 가졌다. 이에 비해 지구의 질량은 0.02 %에 불과합니다. 즉,이 세계의 부피는 수백 개의 지구 크기 바다와 같습니다. 기본적으로 이것은 TRAPPIST-1 행성이 생명을 유지하기에는 물이 너무 많을 수 있음을 의미합니다. 힌켈은 다음과 같이 설명했다.
“우리는 일반적으로 지구상에서 액체가있는 물이 생명을 시작하는 방법으로 생각합니다. 지구에서 우리가 알고있는 생명체는 대부분 물로 구성되어 있고 생명체가 필요하기 때문입니다. 그러나 물 세계 또는 물 위에 표면이없는 행성은 생명에 절대적으로 필요한 중요한 지구 화학 또는 원소주기가 없습니다.”
이러한 발견은 M 형 별이 우리 은하에서 거주 가능한 행성을 가질 가능성이 가장 높다고 믿는 사람들에게는 적합하지 않습니다. 은하계만으로도 별의 75 %를 차지하는 우주에서 붉은 왜성이 가장 일반적인 유형의 별일뿐만 아니라, 우리 태양계에 상대적으로 가까운 일부는 하나 이상의 바위 행성이 궤도를 도는 것으로 밝혀졌습니다.
여기에는 TRAPPIST-1 외에도 LHS 1140과 GJ 625에서 발견 된 수퍼 -Earths, Gliese 667에서 발견 된 3 개의 암석 행성과 태양계에 가장 가까운 외계 행성 인 Proxima b가 포함됩니다. 또한 2012 년 ESO의 La Silla Observatory에서 HARPS 분광기를 사용하여 실시한 조사에 따르면 은하수의 붉은 왜성 별 거주 지역 내에서 수십억 개의 암석 행성이 공전 할 수 있다고합니다.
불행히도, 이러한 최신 발견은 TRAPPIST-1 시스템의 행성이 삶에 유리하지 않다는 것을 나타냅니다. 또한 대기에서 관찰 할 수있는 생체 서명을 생성하기에는 생명이 충분하지 않을 수 있습니다. 또한, 팀은 또한 TRAPPIST-1 행성이 별에서 아버지를 형성하고 시간이 지남에 따라 안쪽으로 이동해야한다고 결론지었습니다.
이것은 얼음이 풍부한 TRAPPIST-1 행성이 더 건조한 행성보다 별의 "얼음 선"에 훨씬 더 가깝다는 사실에 근거한 것입니다. 모든 태양계에서,이 선 안에있는 행성들은 물이 기화하거나 응축되어 표면에 바다를 형성하기 때문에 응축됩니다 (충분한 대기가 존재하는 경우). 이 선을 넘어 서면 물은 얼음의 형태를 띠며 행성을 형성하기 위해 축적 될 수 있습니다.
팀은 분석 결과 TRAPPIST-1 행성이 빙선 너머로 형성되어 현재 궤도를 가정하기 위해 호스트 스타로 이동해야한다고 결정했습니다. 그러나 M 형 (적색 왜성) 별은 첫 번째 형태 이후 가장 밝고 시간이 지남에 따라 흐려지는 것으로 알려져 있기 때문에 얼음 선도 안쪽으로 이동했을 것입니다. 공동 저자 스티븐 데쉬 (Steven Desch)가 설명했듯이, 행성들이 얼마나 멀리 이주했는지는 그들이 언제 형성되었는지에 달려있다.
그는“얼음이 일찍 형성 될수록 별에서 멀어 질수록 얼음이 너무 많이 생겼을 것”이라고 말했다. 팀은 바위 같은 행성이 형성되는 데 걸리는 시간을 기준으로 행성이 원래는 별보다 원래 두 배 떨어져 있어야한다고 추정했습니다. 이 시스템의 행성들이 시간이 지남에 따라 이동했다는 다른 징후가 있지만,이 연구는 이동을 정량화하고이를 구성하기 위해 조성 데이터를 사용하는 최초의 연구입니다.
이 연구는 적색 왜성 항성을 공전하는 행성이 실제로“물 세계”일 수 있음을 나타내는 최초의 사례는 아니며, 이는 표면에 대륙이있는 바위 행성이 비교적 드문 일임을 의미합니다. 동시에, 그러한 행성들이 대기를 유지하는 데 어려움을 겪을 가능성이 있음을 나타내는 다른 연구가 수행되어 왔으며, 이는 오랫동안 물 세계에 남아 있지 않을 것임을 나타냅니다.
그러나, 우리가이 행성들을 더 잘 볼 수있을 때까지 – 이것은 다음과 같은 차세대기구의 배치로 가능할 것입니다 제임스 웹 우주 망원경) – 우리는 우리가 무엇을하는지 모르는 것에 대해 이론을 강요해야합니다. 이것들과 다른 외계 행성들에 대해 천천히 배우면서, 태양계 너머의 삶을 어디에서 찾아야하는지 결정하는 능력이 개선 될 것입니다.
