여기에 첫 번째가 있습니다. 천문학 자들은 아기 외계 행성 주위에 달이 형성되는 것을 본다

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천문학 자들은 처음으로 큰 외계 행성 주위의 잔해물에 달이 형성되는 것을 발견했다. 천문학 자들은 이것이 우리 태양계의 목성과 같은 더 큰 행성이 달을 얻는 방법이라고 오랫동안 의심해 왔습니다. Centaurus라는 별자리에서 약 370 광년 떨어진 PDS 70이라는 아주 어린 별 주위에서 일어나는 일입니다.

"처음으로, 우리는 외계 원반의 의미있는 징후를 결정적으로 볼 수 있습니다…"
Andrea Isella, 라이스 대학교 수석 저자

행성이 어떻게 형성되는지에 대한 수용된 이론을 성운 가설이라고합니다. 그것은 모두 거대 분자 구름 (GMC)이라고 불리는 거대한 가스 구름에 별을 형성하는 것으로 시작됩니다. 별이 형성됨에 따라, 구름은 원형 행성 디스크 또는 원반 디스크라고 불리는 회전하는 평평한 가스와 먼지 디스크로 형성됩니다. 물질은이 디스크에서 덩어리로 합쳐지기 시작하고이 덩어리는 행성으로 변합니다.

디스크에 형성되는 행성의 질량이 약 10 개의 지구 질량보다 커지면 다른 일이 발생합니다. 질량으로 인해 그 행성은 원형 행성 디스크에 틈새가 생깁니다. 물질이 그 간격을 통과함에 따라, 행성의 중력이 호스트 별의 중력을 지배 할 정도로 행성에 충분히 가까워 질 수 있습니다. 그런 다음이 물질은 디스크 내부의 디스크처럼 행성 주위를 회전하는 외주 디스크 (CPD)에 갇 힙니다.

외주 디스크 내의 대부분의 재료는 성형 행성에 축적됩니다. 그러나 전부는 아닙니다. 주변 디스크에서 행성을 생성 한 것과 동일한 힘이 작용합니다. 그들은 행성 주위의 디스크에서 회전하는 물질로 달을 만들 수 있습니다.

이제 천문학 자 팀이이 외계 원반과 달이 형성되는 것을 처음으로 발견했습니다.

이 연구의 주요 저자는 텍사스 휴스턴 라이스 대학의 천문학자인 Andrea Isella입니다. 이 연구 결과는 천체 물리학 저널에 실 렸으며 제목은“후보 프로토 타입과 관련된 연속체 서브 밀리미터 방출의 탐지”입니다.

Isella는“플래닛은 새로 형성되는 별 주변의 가스와 먼지 디스크로 형성되며, 행성이 충분히 크면 별 주위의 궤도에 물질을 모아서 자체 디스크를 형성 할 수 있습니다. 예를 들어, 목성과 위성은 태양계 내의 작은 행성계이며 목성이 매우 어렸을 때 목성의 달은 지구의 원반으로 형성된 것으로 생각됩니다.”

이 별은 모두 PDS 70 별 주위에서 일어나고 있습니다. 그 별은 약 천년 전에 천문학 자들이 지구 주위에 새로 형성된 행성의 최초 이미지를 포착했을 때 뉴스에있었습니다. 그 행성을 PDS 70b라고합니다. 그 발견은 당시 큰 뉴스였습니다.

PDS 70b는 별을 공전하는 유일한 행성은 아닙니다. 또 다른 행성 인 PDS 70c도 궤도에 있으며 둘 다 거대한 가스입니다. 두 행성은 모두 광학 및 적외선으로 유럽 남부 관측소 (European Southern Observatory 's, ESO) VLT (Very Large Telescope)에 의해 감지되었습니다. 한 쌍의 행성에 나오는 수소의 따뜻한 빛이 그들에게 주었다.

이 팀은 VLT 관측과 AMA (Atacama Large Millimeter / sub-Millimeter Array)의 새로운 무선 관측을 결합했습니다. 그 결과 가장 바깥 쪽 별인 PDS 70c 주위에 원형 행성 디스크가 있다는 확실한 증거가되었습니다.

수석 저자 인 Andrea Isella는“처음으로, 우리는 행성계에 관한 현재의 많은 이론을 뒷받침하는 데 도움이되는 외계 행성 디스크의 명백한 징후를 결정적으로 볼 수있다.

그는“우리의 관찰 결과를 고해상도 적외선 및 광학 이미지와 비교함으로써, 작은 먼지 입자의 수수께끼의 농도가 실제로 행성계의 먼지 디스크임을 분명히 알 수있다”고 말했다. 연구원들에 따르면,이 세 가지 별개의 빛 대역에서 행성이 명확하게 관측 된 것은 이번이 처음이다.

하나의 질문에 대답하고 다른 질문에 대답

PDS 70b와 c는 서로 다른 특성을 나타내며이 연구의 팀은 그것이 무엇을 의미하는지 정확히 알지 못합니다.

"이것이 무엇이고이 행성계에 의미하는 바는 아직 알려져 있지 않습니다."
Andrea Isella, 라이스 대학교 수석 저자

쌍의 가장 바깥 쪽 별인 PDS 70c는 해왕성이 태양에서 오는 별과는 거리가 멀다. ALMA 데이터에서 볼 수있는 명백한 먼지 매듭과 정확히 같은 위치에 있습니다. 이 행성은 적외선과 수소 대역에서 너무 밝게 빛나기 때문에 천문학 자들은 완전히 형성된 행성이 이미 궤도에 있다고 말할 수 있습니다. 밝은 적외선 및 수소 밴드는 근처의 가스가 여전히 지구 표면에 축적되어 사춘기 성장 분출을 끝내고 있음을 보여줍니다.

천문학 자들은 PDS 70c가 목성의 질량의 약 1-10 배라고 추정합니다. Isella는“지구가이 추정치의 가장 큰 끝에 있다면, 지구 주위에 행성 크기의 달이 형성 될 가능성이 매우 높습니다.

그러나 PDS 70b에는 다른 일이 있습니다. 천왕성이 태양과 별과 거의 같은 행성에 꼬리처럼 먼지가 쌓여 있습니다. 그리고 천문학 자들은 그것이 어떻게 적합한 지 잘 모릅니다.

Isella는“이것이 무엇이고이 행성계에 의미하는 바는 아직 알려지지 않았다”고 말했다. "우리가 말할 수있는 유일한 결정적인 것은 그것이 지구로부터 독립된 특징이되기에 충분하다는 것입니다."

천문학 자들은 PDS 70c에서 재생되는 과정이 목성의 위성을 만드는 과정과 동일하다고 확신합니다. 그러나 우리 태양계의 다른 가스 거인은 목성과 다르다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 토성의 위성은 아마도 외주 원반의 결과로 만들어 졌을 지 모르지만 얼음 고리는 혜성과 다른 바위 같은 물체가 서로 충돌하여 생성되었을 가능성이 있습니다.

이러한 외계 행성계는 광학 및 적외선에서 관찰하기가 어렵다. 스펙트럼의 해당 부분에서 별의 에너지는 행성의 빛을 익사시킵니다. 그러나 ALMA는 아닙니다.

ALMA는 전파에 초점을 맞추고 별은 전파를 약하게 방출합니다. 이 팀은 ALMA를 통해 PDS 70 시스템을 계속 관찰하여 변화와 발전을 지켜 볼 수 있다고 말합니다.

Isella는“이것은 우리가 다른 시간대에이 시스템으로 돌아와서 행성의 궤도와 시스템의 먼지 농도를 더 쉽게 매핑 할 수 있다는 것을 의미합니다. "이것은 개발 초기 단계에서 태양계의 궤도 특성에 대한 독특한 통찰력을 제공 할 것입니다."

이 외주 디스크와 그 안에 형성되는 달의 발견은 그 자체로는 흥미롭지 만, 팀이 디스크를 발견 한 방식은 미래에도 유망합니다. 다른 사람들이 발견되었지만이 연구는 가장 설득력이 있습니다.

Isella는“디스크에서 발견 된 소수의 후보 행성이 있지만 이것은 매우 새로운 분야이며 여전히 논쟁의 여지가있다”고 Isella는 말했다. "(PDS 70 b 및 PDS 70 c)는 다른 도구와 기술로 독립적 인 관찰이 있었기 때문에 가장 강력합니다."

논문의 결론에서 저자는“우리는 광학, NIR 및 (sub) 밀리미터의 관측치가 행성 축척 과정의 다양한 측면을 조사하고 서로 다른 체계적 오류에 영향을 받기 때문에 매우 보완 적이라고 주장한다”고 말했다. 또한 ALMA만으로는 작업을 수행 할 수 없습니다. 서로 다른 관측 값을 결합하여이 외계 행성과 디스크를보다 자세한 연구로 열었습니다.

연구 결과 :“ALMA와 기존의 광학 망원경이 완전한 이미징 기능에 도달함에 따라, PDS 70에서 관찰 된 것과 같은 공동과 틈이 특징 인 인근의 주변 성상 디스크에 대한 다음 관측은 산반 디스크와 상호 작용하는 신생아 행성이 더 많음을 나타낼 수 있습니다. 이러한 관측은 행성계의 형성을 담당하는 프로세스를 조사하는 데 필수적입니다.”