태양계 외계 행성을 검색 할 때 천문학자는 대부분 여러 간접 기술에 의존합니다. 이 중에서 Transit Method (일명 Transit Photometry)와 Radial Velocity Method (일명 Doppler Spectroscopy)가 가장 효과적이고 신뢰할 수있는 두 가지 방법입니다 (특히 조합하여 사용하는 경우). 불행히도, 직접 이미징은 호스트 스타의 눈부심 속에서 희미한 외계 행성을 발견하기가 매우 어렵 기 때문에 드물다.
그러나, 무선 간섭계 및 근적외선 이미징의 개선으로 인해 천문학 자들은 원형 행성 디스크를 이미징하고 외계 행성의 궤도를 유추 할 수있게되었다. 이 방법을 사용하여 국제 천문학 자 팀은 최근에 새롭게 형성된 행성계의 이미지를 포착했습니다. 이 시스템의 틈새와 고리 모양의 구조를 연구함으로써 팀은 외계 행성의 가능한 크기를 가정 할 수있었습니다.
“ALMA가 공개 한 Elias 24 주변 디스크의 고리와 간격”이라는 제목의 연구는 최근에 왕립 천문 학회 월간 고지. 이 팀은 레스터 대학교의 천체 물리학자인 Giovanni Dipierro가 이끌었고 하버드-스미소니언 천문 물리학 센터 (CfA), 공동 ALMA 천문대, 국립 전파 천문대, Max-Planck 천문 연구소, 여러 대학 및 연구소.
과거에는 많은 행성계에서 먼지 고리가 발견되었으며, 그 기원과 행성 형성과의 관계는 많은 논쟁의 대상입니다. 한편으로는 특정 지역에서 먼지가 쌓이거나 중력이 불안정하거나 먼지의 광학적 특성이 변할 수 있습니다. 또는 이미 개발 된 행성의 결과 일 수 있으며, 이로 인해 먼지가 통과하면서 먼지가 사라집니다.
Dipierro와 그의 동료들은 그들의 연구에서 설명했다 :
“대체 시나리오는 행성이 이미 형성되었거나 형성중인 디스크를 동적으로 활성화하는 디스크를 호출합니다. 매립 된 행성은 주변 디스크에서 밀도 파를 자극하고, 소산 될 때 각 운동량을 축적합니다. 행성이 충분히 방대하다면, 행성과 디스크에 의해 생성 된 파도 사이의 각 운동량의 교환은 단일 또는 다수의 갭을 형성하며, 그 형태 학적 특징은 국소 디스크 조건 및 행성 특성과 밀접하게 관련되어있다”고 말했다.
연구를 위해이 팀은 2014 년 6 월에 시작된 Atacama Large Millimeter / sub-millimeter Array (ALMA) 사이클 2 관측 자료를 사용하여 Elias 24 주변의 먼지를 이미징 할 수있었습니다. 약 28AU의 해상도로 (즉, 지구와 태양 사이의 거리의 28 배) 그들이 발견 한 것은 궤도 행성의 표시가 될 수있는 간격과 고리의 증거였다.
이것으로부터 그들은이 잠재적 행성의 질량과 위치, 그리고 먼지의 분포와 밀도로 인해 어떻게 진화 할 수 있는지를 고려한 시스템 모델을 만들었습니다. 그들의 연구에서 알 수 있듯이, 그들의 모델은 더스트 링의 관측을 아주 잘 재현하고 44,000 년 안에 목성과 같은 가스 거인의 존재를 예측했습니다.
“디스크 전체의 먼지 방출량은 질량이 0.7?제이 궤도 반경이? 60? au… 디스크 모델의 표면 밝기 맵은 Elias 24에서 관찰 된 갭 및 링과 같은 구조와 합리적으로 일치하며, 갭 영역 주위에서 관찰 된 플럭스의 평균 불일치가 5 %입니다. "
이 결과는 다양한 젊은 주변 디스크에서 관찰 된 간격과 고리가 궤도 행성의 존재를 나타낸다는 결론을 강화합니다. 팀이 지적했듯이, 이것은 원 생체 원반에 대한 다른 관찰과 일치하며 행성 형성 과정에 빛을 비출 수 있습니다.
“최근 원형 행성 디스크의 고해상도 및 고감도 관찰에서 나온 그림은 질량과 나이가 다른 넓은 범위의 디스크에서 간격과 고리 모양의 특징이 널리 퍼져 있다는 것입니다. "먼지 열 및 CO 라인 방출 및 고품질 산란 데이터의 새로운 고해상도 및 고 충실도 ALMA 이미지는 그 형성 배후의 메커니즘에 대한 추가 증거를 찾는 데 도움이 될 것입니다."
행성의 형성과 진화를 연구 할 때 가장 어려운 과제 중 하나는 천문학 자들이 전통적으로 그 과정을 볼 수 없다는 사실입니다. 그러나 계측기의 개선과 태양계 외계 시스템을 연구 할 수있는 능력 덕분에 천문학 자들은 시스템이 형성 과정에서 서로 다른 시점을 볼 수있었습니다.
이것은 우리가 태양계가 어떻게 생겼는지에 대한 우리의 이론을 구체화하는 데 도움이되고 언젠가 우리가 어린 별계에서 어떤 종류의 시스템을 형성 할 수 있는지 정확하게 예측할 수있게 해줄 수 있습니다.
