우주에는 특이한 외계 행성 이름 인 글 리제 3470b (GJ 3470b)가 있습니다. 그것은 지구와 해왕성의 하이브리드 같은 이상한 세계입니다. 지구와 같은 암석이 있지만 수소와 헬륨으로 만든 대기로 둘러싸여 있습니다. 그 조합은 우리 태양계의 어떤 것과도 다릅니다.
행성은 별자리 암에서 Gliese 3470이라는 적색 왜성 별을 공전합니다. GJ 3470 b는 약 12.6 지구 질량으로, 지구와 해왕성의 중간 정도의 중간 정도입니다. (넵튠은 약 17 개의 지구 질량입니다.)
케플러의 사명 덕분에 우리는이 질량 범위에 많은 외계 행성이 있다는 것을 알고 있습니다. 미래의 외계 행성 임무가 분명히 그것을 밝힐 것이지만, 행성의 최대 80 %가이 범위에 속할 가능성이 있습니다. 지금까지 천문학 자들은이 행성들 중 하나의 분위기를 잘 보지 못했으며, 따라서 그들의 형성은 미스터리입니다.
허블과 스피처 우주 망원경은 GJ 3470 b의 대기를 면밀히 관찰하기 위해 팀을 구성했으며, 천문학 자들이 이와 같이 행성 대기의 화학적 지문을 처음으로 발견 한 것은 이번이 처음입니다. 그들이 발견 한 것은 행성에는 더 무거운 원소가없는, 거의 원시적이지 않은 원시 수소와 헬륨 분위기가 있다는 것입니다.
그리고 그것은 약간의 신비를 제시합니다.
"우리는 태양계에서 이와 같은 것을 가지고 있지 않기 때문에 그것이 놀랍습니다."
캐나다 몬트리올 대학교 비욘 베네 케
하프 스타, 하프 플래닛?
수소와 헬륨 분위기를 가진 GJ 3470 b는 어떤면에서 행성보다 별과 더 비슷합니다. 우리 자신의 태양은 73 % 수소이고 나머지는 거의 모든 헬륨입니다. 태양의 작은 부분 만이 산소, 네온, 철 및 탄소와 같은 더 무거운 원소입니다. 주피터와 토성 가스 거인은 대부분 수소와 헬륨이지만 메탄과 암모니아와 같은 다른 화합물뿐만 아니라 더 무거운 원소도 포함하고 있습니다. 이러한 화합물은 GJ 3470에 거의 없다. b.
“이것은 행성 형성 관점에서 큰 발견입니다. 행성 궤도는 별과 매우 가까우며 지구의 318 배인 목성보다 훨씬 덜 무겁지만 더 무거운 원소에 의해 크게 '오염되지 않은'원시 수소 / 헬륨 대기를 축적 할 수있었습니다.” NASA 보도 자료에서 캐나다의 몬트리올. "우리는 태양계에서 이와 같은 것을 가지고 있지 않기 때문에 그것이 놀랍습니다."
이 연구의 뒤에 천문학 자들은 두 우주 망원경의 다중 파장 기능을 결합하여 GJ 3470 b의 대기를 잘 보았습니다. 그들은 외계 행성이 호스트 스타 앞에서 통과함에 따라 별빛의 흡수를 측정하여 그것을 수행했습니다. 그들은 또한 외계 행성이 별 뒤를 지나갈 때 반사광의 손실을 측정했다. 우주 망원경 쌍은 모두 12 개의 통과와 20 개의 식을 관측했다.
천문학 자들은 분광법을 사용하여 대기에서 수소와 헬륨의 화학 지문을 식별하고 지구 대기의 특성으로이 모든 것을 가능하게했습니다. 안개가 거의없는 것이 분명합니다. 대기를 깊게 볼 수있었습니다. Benneke는“처음으로 우리는 그러한 세계의 분광 서명을 가지고 있습니다.
그러나 그 분광법은 예상치 못한 것을 밝혀 냈습니다. 천문학 자들은 해왕성과 행성과 비슷한 화학 성분을 발견 할 것이라고 생각했는데 산소와 탄소와 같은 더 무거운 원소를 가지고있었습니다. 그러나 그들은 태양과 비슷한 분위기를 발견했습니다.
"… 우리는 그 성분이 태양의 수소 / 헬륨이 풍부한 성분과 유사한 무거운 원소가 너무 열악한 분위기를 발견했습니다."
캐나다 몬트리올 대학교 비욘 베네 케
Benneke는“우리는 해왕성에서 볼 수있는 것과 유사한 풍부한 수증기 및 메탄 가스를 형성하는 산소 및 탄소와 같은 더 무거운 원소가 강한 대기를 예상했습니다. 대신에, 우리는 그 성분이 태양의 수소 / 헬륨이 풍부한 성분과 유사한 무거운 원소가 너무 열악한 분위기를 발견했다”고 말했다.
함께 연결
이제 허블 볼과 스피처 우주 망원경의 결합 된 힘 덕분에 천문학 자들은 외계 행성의 대기를 잘 다룰 수 있었으며,이 홀수 볼 행성이 어떻게 형성되었는지 이해할 수있었습니다.
GJ 3470 b는 다른 외계 행성과 대비가 뚜렷합니다. 천문학 자들은 다른 행성, 예를 들어 뜨거운 목성 (Hu Jupiters)이 태양으로부터 멀리 떨어져 형성되어 안쪽으로 이동한다고 생각합니다. 그러나 천문학 자들은이 외계 행성이 오늘날의 위치와 가까운 적색 왜성에 매우 가깝게 형성되었다고 생각합니다.
그것은 처음에는 작은 바위 같은 물체로 형성되어 별이 형성되는 것과 거의 같은 시간에 원반의 중심에 얽혀 있습니다. 그것은 별이 형성 한 원반의 동일한 원시 물질로부터 대기를 모으거나 축적했을 것이다. 그리고 그것은 수소 / 헬륨 대기와 왜 더 무거운 원소가 부족한지를 설명 할 것입니다.
"이것은 행성 형성 관점에서 큰 발견입니다."
캐나다 몬트리올 대학교 비욘 베네 케
Benneke는“우리는 행성계 원반에서 수소를 축적 할 수 있었지만 뜨거운 목성으로 도망 가지 않은 물체를보고있다. "이것은 흥미로운 정권입니다."
아마도 디스크에서 문제가 계속 발생하고 있지만 별이 더 빨리 자라서 디스크가 소실 된 것입니다. 이로 인해 GJ 3470 b는 대기에서 더 많은 원소를 사용하여 태양계의 가스 자이언트처럼 커지고 더 커지는 것을 방지했습니다.
현재로서는이 흥미로운 이상한 외계 행성에 대한 우리의 이해가 의미합니다. 그러나 제임스 웹 우주 망원경 (JWST)이 가동되면 더 자세한 정보를 알려줄 것입니다.
JWST는 전례없는 감도로 적외선을 볼 수있는 강력한 우주 망원경입니다. GJ 3470 b의 분위기와 다른 외계 행성을 조사하고 아직 보이지 않는 것을 밝힐 수 있습니다. 특히, 난독 화 연무를 거의 투명하게 만드는 파장에서 관찰됩니다.
그러면 외계 행성뿐만 아니라 모든 외계 행성에 대한 우리의 이해가 점점 더 커질 것입니다.
출처 :
- 보도 자료 : 허블, 스피처가 공개 한 중형 행성의 분위기
- 위키 백과 : 글 리제 3470 b
- 스피처 우주 망원경
