2005 년에 발견 된 이래, 외계 행성 HD 189733b는 크기, 콤팩트 한 궤도, 지구와의 근접성 및 푸른 하늘 분위기로 인해 가장 관측 된 추가 태양 행성 중 하나입니다. 그러나 허블 우주 망원경과 스위프트 망원경을 사용하는 천문학 자들은 지구에서 강한 엑스레이 방사선으로 지구를 목욕시킨 부모의 격렬한 플레어로 인해 행성의 상부 대기에서 극적인 변화를 목격했습니다. 과학자들은이 행동을 관찰 할 수 있다는 것은 우리 태양계 밖의 행성에서 변화하는 기후와 날씨를 엿볼 수있게 해 준다고 말합니다.
HD 189733b는 지구와 같은 푸른 하늘을 가지고 있지만, 외계 행성 사냥꾼이 가장 쉽게 찾아온 가장 큰 목성 중 하나입니다. 별과 매우 가까운 궤도에있는 거대한 가스 행성. HD 189733은 HD 189733A라는 별과 매우 가깝습니다. 지구와 태양이 30 분 거리에 불과 30 분 거리에 있으며, 2.2 일 만에 별 주위를 휩쓸 었습니다. 또한이 시스템은 63 광년 떨어져있어 유명한 Dumbbell Nebula 근처의 쌍안경으로 별을 볼 수 있습니다.
별이 태양보다 약간 작고 시원하지만, 이로 인해 지구의 기후는 섭씨 1000도 이상으로 매우 뜨겁고, 높은 대기는 극도의 극 자외선과 X- 선 복사에 의해 타격을받습니다.
천문학 자들은 HD 189733b의 대기가 오시리스 (Osiris라고 불리는 비슷한 외계 행성 또는 HD 209458b와 같이) 증발하는 것으로 생각되지 않았지만 그 가능성이 있다는 것을 알고있었습니다. 대기 가스는 행성의“표면”을 훨씬 뛰어 넘어 별빛이 통과 할 수있게했으며, 이전 관측에서 천문학 자들은 HD 189733b를 둘러싸고있는 화합물이 무엇인지 엿볼 수있었습니다. 이 분석으로부터 과학자들은 물과 메탄이 대기에 포함되어 있다고 추론했다. 나중에 Spitzer 우주 망원경은 전세계의 온도 분포를 매핑했습니다. 추가 연구에 따르면 HD 189733b의 상부 대기에 얇은 입자 층이 존재하여 얇은 반사 구름을 만듭니다.
프랑스 파리 천체 물리학 연구소의 천문학 자 알랭 레카 벨리에 데 에탕 (Alain Lecavelier des Etangs)은 허블을 사용하여 2010 년 초와 2011 년 말에 두 별의 기간 동안이 행성의 대기를 부모의 별과 대조하여 관찰했습니다. 이런 식으로 백라이트를 사용하는 동안 지구의 대기는 별빛에 화학적 특징을 각인하여 천문학자는 이미지에 비해 너무 작은 규모에서 일어나는 일을 직접 해독 할 수 있습니다. 그들은 대기가 사라지는 것을 관찰하기를 바랐지만 2010 년에는 실망했습니다.
Lecavelier는“최초의 관측 결과는 실제로 실망 스러웠습니다. 왜냐하면 그들은 지구 대기의 흔적을 전혀 보여주지 않았기 때문입니다. 우리는 두 번째 관측 세트가 들어 왔을 때 더 흥미로운 것을 발견 할 수 있다는 것을 깨달았습니다.”
2011 년에 이루어진이 팀의 후속 관찰 결과, 초당 최소 1000 톤의 속도로 300,000mph의 속도로 지구에서 1 배의 가스가 날아가는 명백한 징후와 함께 극적인 변화가 나타났습니다. 혜성 같은 외관.
Lecavelier는“우리는 일부 행성의 대기가 증발한다는 것을 확인한 것이 아니라 증발 대기의 물리적 조건이 시간이 지남에 따라 변하는 것을 보았습니다. 아무도 전에 그런 짓을하지 않았습니다.”
대기의 상태가 왜 바뀌 었습니까?
지구의 극심한 기온에도 불구하고 대기는 2011 년에 보인 속도로 증발하기에 충분히 뜨겁지 않습니다. 대신 증발은 부모의 별에서 나오는 강한 X- 선과 극 자외선에 의해 유발되는 것으로 생각됩니다. 우리 태양보다 20 배 더 강력합니다. 또한 HD 189733b는 별과 매우 가까운 거대한 행성이라는 점을 고려할 때 지구보다 3 백만 배 높은 X 선 선량을 겪어야합니다.
X 선과 극 자외선 별빛이 지구의 대기를 데우고 탈출을 주도 할 가능성이 있기 때문에 팀은 스위프트의 XRT 망원경 (XRT)으로 별을 모니터링했습니다. 2011 년 9 월 7 일, 허블이 환승을 계획하기 8 시간 전에 스위프트는 강력한 플레어를 발사 할 때 별을 모니터링했다. X-ray에서 3.6 배 밝아졌으며, 이미 태양보다 높은 방출 수준에서 발생하는 스파이크입니다.
공동 저자 인 피터 휘 틀리 (Peter Wheatley)는“지구와 별이 근접해 있다는 것은 지구가 X 급 태양 플레어를 겪을 때보 다 지구가 수십만 배 더 강한 X- 선 폭발에 부딪쳤다는 것을 의미한다. 영국 워릭 대학교 (University of Warwick)의 물리학 자.
지구의 거대한 크기를 설명한 후, 팀은 HD 189733b가 지구가 X 등급의 문턱에서 태양 플레어로부터받는 X-ray보다 약 3 백만 배 많은 X-ray를 만났다고 지적합니다.
영국 워릭 대학 (University of Warwick)의 피터 휘 틀리 (Peter Wheatley) 공동 저자는“X- 선 방출은 별의 총 생산량의 작은 부분이지만 대기의 증발을 유도 할만큼 에너지가 많은 부분이다. "이것은 현재까지 관찰 된 몇 가지 HD 189733A에서 가장 밝은 X- 레이 플레어였으며,이 플레어가 지구에 미치는 영향은 몇 시간 후 허블과 함께 증발을 주도했을 가능성이 높습니다."
팀은 또한 스타의 출력 변화로 인해 태양의 11 년 태양 흑점주기와 유사한 계절 과정을 겪을 수도 있다고 말했다.
이 팀은 허블과 ESA의 XMM- 뉴턴 X- 선 우주 망원경으로 미래 관측을 통해 관찰 한 변화를 분명히 밝히기를 희망하지만, 행성이 별의 플레어에 맞았다는 데는 의문의 여지가 없으며, 증발 속도가 지구의 분위기가 shot습니다.
이 연구는 스위프트가 플레어를 보았고 허블이 지구 대기권에서 엄청난 양의 가스가 제거되는 것을 보았을 때 미션 간 공동 연구의 이점을 보여줍니다. 또한 다른 세계의 별과 대기의 변화를 관찰하기 위해 미래의 연구를위한 잠재력을 제공합니다.
NASA의 Goddard Spaceflight Center의이 비디오는 추가 정보를 제공합니다.
리드 이미지 캡션 : 이 작가의 렌더링은 호스트 스타의 강력한 분화에 대한 HD 189733b 대기의 증발을 보여줍니다. NASA의 허블 우주 망원경은 탈출 가스를 감지했고 NASA의 스위프트 위성은 별의 플레어를 포착했습니다. 크레딧 : NASA의 고다드 우주 비행 센터.
두 번째 이미지 캡션: Swift의 자외선 / 광학 망원경은 2011 년 9 월 14 일에 HD 189733b의 별을 촬영했습니다. 이미지는 가로 6 분입니다. 크레딧 : NASA / Swift / Stefan Immler
