과학적으로 정확한 베타 Pictoris 및 디스크 모델. 클릭하면 확대
신생 별을 둘러싸고있는 가스와 먼지의 디스크는 원형 행성 디스크로 알려져 있습니다. 행성이 결국 형성 될 지역으로 생각됩니다. 이 디스크는 별이 성숙함에 따라 사라지지만 일부 별은 여전히 파편 디스크라고 불리는 구름 주위의 물질 구름으로 볼 수 있습니다. 이 중 가장 유명한 것 중 하나는 불과 60 광년 떨어진 베타 Pictoris 주변의 디스크입니다.
행성은 새로 태어난 별을 둘러싸고있는 가스와 먼지의 원반에서 형성됩니다. 이러한 디스크를 원형 행성 디스크라고합니다. 이 디스크의 먼지는 지구와 같은 바위 같은 행성이되고 토성과 같은 거대한 가스 행성의 내핵이됩니다. 이 먼지는 또한 생명의 기초를 형성하는 요소들의 저장소입니다.
별이 발달함에 따라 원형 행성 디스크는 사라지지만 많은 별에는 잔해 디스크가 있습니다. 천문학 자들은 일단 소행성과 혜성과 같은 물체가 원형 행성 원반에서 태어나면 충돌이 2 차 먼지 디스크를 생성 할 수 있다고 가정합니다.
이러한 먼지 디스크의 가장 잘 알려진 예는 별자리 Pictor에서 두 번째로 밝은 별을 둘러싼 것으로, "화가의 이젤"을 의미합니다. Beta Pictoris 또는 Beta Pic로 알려진이 별은 불과 60 광년 떨어져있는 태양과 매우 가까운 이웃이며, 연구하기가 매우 쉽습니다.
베타 픽은 태양보다 두 배나 밝지 만 디스크의 빛은 훨씬 희미합니다. 천문학자인 Smith와 Terrile은 1984 년에 코로나 그라피 (coronagraphy)라는 기술을 사용하여 별 자체에서 빛을 차단함으로써이 희미한 빛을 최초로 감지했습니다. 그 이후로 많은 천문학 자들은 행성의 출생지와 생명체를 자세히 이해하기 위해 더 나은 도구와 지상 및 우주 망원경을 사용하여 Beta Pic 디스크를 관찰했습니다.
일본 국립 천문대, 나고야 대학 및 홋카이도 대학교의 천문학 자 팀은 여러 기술을 처음으로 결합하여 이전보다 더 나은 해상도와 대비로 Beta Pic 디스크의 적외선 편광 이미지를 얻었습니다. Subaru 망원경 (대형 8.2 미터 주 미러), 적응 형 광학 기술 및 다양한 편광으로 빛의 이미지를 촬영할 수있는 코로나 화상 이미 저 (Subaru의 Coronagraphic Imager with Adaptive Optics, CIAO).
특히 스바루의 뛰어난 이미징 품질을 갖춘 큰 조리개 망원경으로 희미한 빛을 고해상도로 볼 수 있습니다. 적응 형 광학 기술은 지구 대기의 빛에 대한 왜곡 효과를 줄여 고해상도 관찰을 가능하게합니다. 코로나 그래피는 별과 같은 밝은 물체의 빛을 차단하여 별 주위의 행성이나 먼지와 같이 주변의 희미한 물체를 볼 수있는 기술입니다. 편광을 관찰함으로써, 반사 된 광은 원래의 소스로부터 직접 들어오는 광과 구별 될 수있다. 편광은 또한 먼지 반사광의 크기, 모양 및 정렬에 대한 정보를 포함합니다.
이 기술 조합을 통해이 팀은 적외선에서 베타 아크를 2 마이크로 미터의 파장에서 2 마이크로 초의 해상도로 관찰하는 데 성공했습니다. 이 결의안은 1 마일 떨어진 곳에서 쌀 한 마리를 보거나 킬로미터 떨어진 곳에서 겨자씨를 볼 수있는 것에 해당합니다. 이 분해능을 달성한다는 것은 1990 년대에 비해 약 1 분의 1 초의 분해능만을 가진 이전의 편광 측정에 비해 크게 개선 된 것입니다.
새로운 결과는 Beta Pic의 디스크에 별빛을 반사하는 먼지를 생성하기 위해 충돌하는 행성, 소행성 또는 혜성 같은 물체가 포함되어 있음을 강력히 제안합니다.
디스크로부터 반사 된 광의 편광은 조성, 크기 및 분포와 같은 디스크의 물리적 특성을 나타낼 수있다. 두 마이크로 미터 파장의 빛의 이미지는 거의 가장자리에서 볼 수있는 디스크의 길고 얇은 구조를 보여줍니다. 광의 편광은 2 마이크로 미터 광의 10 %가 편광되었음을 나타낸다. 편광 패턴은 빛이 중심 별에서 나온 빛의 반사임을 나타냅니다.
중심으로부터의 거리에 따라 디스크의 밝기가 어떻게 변하는 지 분석하면 작은 진동으로 밝기가 점차 감소합니다. 약간의 밝기 변동은 디스크 밀도의 변화에 해당합니다. 가장 가능성이 높은 설명은 밀도가 높은 영역이 행성이 충돌하는 위치에 해당한다는 것입니다. 스바루의 COID (Cooled Mid-Infrared Camera and Spectrograph) 및 기타 기기를 사용하여 더 긴 파장에서 더 이른 파장의 관측에서 유사한 구조가 별에 더 가깝게 나타났습니다.
별과의 거리에 따라 편광의 양이 어떻게 변하는 지에 대한 유사한 분석은 100 개의 천문 단위 (천문 단위는 지구와 태양 사이의 거리)에서 편광의 감소를 보여줍니다. 이것은 별에서이 거리에서 행성이 적다는 것을 암시하면서 밝기도 감소하는 위치에 해당합니다.
연구팀은 새로운 관측과 기존 관측을 모두 설명 할 수있는 Beta Pic 디스크 모델을 조사하면서 Beta Pic 디스크의 먼지가 전형적인 성간 먼지보다 10 배 이상 큰 것을 발견했습니다. Beta Pics 먼지 디스크는 아마도 작은 박테리아 크기의 먼지 토끼처럼 마이크로 미터 크기의 느슨한 먼지와 얼음 덩어리로 만들어 졌을 것입니다.
이러한 결과는 함께 Beta Pic 주변의 디스크가 천체 형성 및 충돌에 의해 생성된다는 강력한 증거를 제공합니다. 이 새로운 정보의 세부 수준은 행성이 형성되고 발전하는 환경에 대한 우리의 이해를 강화합니다.
팀을 이끄는 모토 무라 타무라는“대형 망원경으로 편광을 관찰하여 행성의 출생지를 연구 할 수있는 사람은 거의 없었습니다. 우리의 결과는 이것이 매우 보람있는 접근법임을 보여줍니다. 먼지가 행성으로 어떻게 변형되는지에 대한 포괄적 인 그림을 얻기 위해 연구를 다른 디스크로 확장 할 계획입니다.”
이 결과는 2006 년 4 월 20 일 천체 물리 저널에 발표되었습니다.
팀원 : 모토 무라 타무라, 히로시 스토, 류 아베 (NAOJ), 후 카가와 미사토 (나고야 대학교, 캘리포니아 공과 대학), 키무라 히로시, 야마모토 테츠오 야마모토 (홋카이도 대학교)
이 연구는“외계 행성 과학의 발전”을위한 우선 분야에 대한 과학 연구 보조금을 통해 일본의 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술부가 지원했습니다.
원본 출처 : NAOJ 뉴스 릴리스
