흰색 원으로 표시되는 원형 행성 그룹의 안쪽으로 이동합니다. 이미지 크레디트 : QMUL 클릭하면 확대됩니다
천문학 자들은 행성 형성의 여러 측면을 다루고 있다고 생각합니다. 그들의 모형 하에서,이 거대한 행성들의 핵심은 단지 10 만 년만에 부모의 별에 의해 안쪽으로 끌어 당겨 져야한다 – 안정된 궤도에 형성하기에 충분한 시간이 아니다. 1 세대 행성은 파괴되기 전에 "덩어리"단계를 넘지 못할 수도 있습니다. 실제로 행성이 될만큼 오래 살아남은 것은 후대뿐입니다.
영국의 두 천문학자인 폴 크레 스웰 (Paul Cresswell)과 리차드 넬슨 (Richard Nelson)은 행성 시스템 형성에 대한 도전적인 연구의 틀에서 새로운 수치 시뮬레이션을 제시합니다. 그들은 행성 형성의 초기 단계에서 거대한 원형 행성이 중심 별 속으로 안쪽으로 이동한다는 것을 발견했습니다. 그들의 결과는 곧 천문학 및 천체 물리학에 발표 될 것입니다.
천문학 및 천체 물리학에 게재 될 기사에서 두 영국 천문학자는 행성 시스템이 어떻게 형성되는지에 대한 새로운 수치 시뮬레이션을 제시합니다. 그들은 행성 형성의 초기 단계에서 거대한 원형 행성이 중심 별 속으로 안쪽으로 이동한다는 것을 발견했습니다.
행성계가 어떻게 형성되는지에 대한 현재 그림은 다음과 같다 : i) 먼지 입자는 응집되어 직경 1km까지의 행성계를 형성한다. ii) 천문학의 가파른 성장은 ~ 100? 1000km 크기의 행성 배아; iii)이 배아는 "올리고 치크"방식으로 자라며, 여기에서 몇 개의 큰 몸이 형성 과정을 지배하고 주변의 훨씬 작은 행성이 형성됩니다. 이“올리 가치”는 3 개의 천문 단위 (AU)를 넘어 거대 행성 지역에서 중심 별과 10 개의 지상 덩어리의 행성 코어 근처의 지구 행성을 형성합니다.
그러나이 이론들은 가스 거대한 행성의 형성을 만족스럽게 묘사하지 못한다. 기체 원형 행성 원반과 거대한 행성 핵 사이의 중력 적 상호 작용으로 인해 디스크에서 행성의“이주”라고하는 약 10 만 년 동안 그것들이 빠르게 안쪽으로 움직입니다. 거대한 원형 행성의 이러한 빠른 내향 이동의 예측은 중요한 문제인데,이 시간 규모는 가스가 거대한 행성을 형성하는 데 필요한 시간보다 훨씬 짧기 때문이다. 이론은 행성이 형성되기 전에 거대한 원형 행성이 중심 별에 합쳐질 것이라고 예측합니다. 이것은 그들이 어떻게 형성 될 수 있는지 이해하기가 매우 어렵습니다.
폴 크레 스웰 (Paul Cresswell)과 리차드 넬슨 (Richard Nelson)은 처음으로 기체 원형 행성 원반에 박힌 행성들이 형성되는 과정에 대해 조사했다. 이전의 수치 모델은 디스크에 하나 또는 두 개의 행성 만 포함했습니다. 그러나 우리의 태양계와 알려진 외계 행성계의 10 % 이상이 다중 행성계입니다. 이러한 시스템의 수는 태양계의 관측 기술이 향상됨에 따라 증가 할 것으로 예상된다. Cresswell과 Nelson의 연구는 수치 시뮬레이션에 이러한 많은 수의 원형 행성이 포함되었으므로 원형 행성과 디스크, 그리고 원형 행성 자체의 중력 상호 작용을 고려했습니다.
그들의 작업에 대한 주요 동기는 원형 행성의 궤도와 일부 행성이 디스크에서 오랫동안 생존 할 수 있는지 여부를 검사하는 것입니다. 그들의 시뮬레이션은 극소수의 경우 (약 2 %), 고독한 원형 행성이 중심 별에서 멀리 떨어져 방출되어 수명이 연장됨을 보여줍니다. 그러나 대부분의 경우 (98 %), 많은 원형 행성들이 일련의 궤도 공명에 갇히고 잠깐 씩 안쪽으로 이동하며 때로는 중앙 별과 합쳐집니다.
크레 스웰 (Cresswell)과 넬슨 (Nelson)은 디스크에 내장 된 원형 행성 떼 내에서의 중력 상호 작용은 원형 행성의 내향 이동을 막을 수 없다고 주장한다. 천문학 자들은 몇 가지 가능한 해결책을 제안하지만, 이주의“문제”는 남아 있고 더 많은 조사가 필요하다. 하나는 여러 세대의 행성이 형성되고 디스크가 소멸 될 때 형성되는 행성 만이 형성 과정에서 살아남는 것일 수 있습니다. 이것은 디스크가 가스 거대한 행성을 형성하는 물질이 고갈되어 가스 가스를 형성하기 어렵게 만들 수 있습니다. (하지만 행성의 궤도 외부에 충분한 가스가 놓여있는 경우, 새로운 물질이 형성 행성에 의해 안쪽으로 스윕 될 수 있기 때문에 가스 거대한 형성이 여전히 가능할 수있다). 또 다른 해결책은 원형 디스크의 물리적 특성과 관련이있을 수 있습니다. 그들의 시뮬레이션에서, 천문학 자들은 원형 행성 디스크가 매끄럽고 난류가 아니라고 가정했지만 물론 그렇지 않을 수도 있습니다. 디스크의 큰 부분은 (자기장으로 인한 불안정성으로 인해) 더 난류가 될 수 있으며, 이는 장기간에 걸쳐 안쪽으로 이동하는 것을 막을 수 있습니다.
이 연구는 현재 유럽 과학자 네트워크에 의해 수행되고있는 행성계 형성에 관한 다른 연구에 참여합니다. 새로 발견 된 행성 시스템의 수가 증가함에 따라 지난 몇 년 동안 행성이 어떻게 형성되는지에 대한 우리의 견해는 크게 바뀌 었습니다. 거대한 행성의 형성을 이해하는 것은 현재 천문학 자에게 주요 도전 중 하나입니다.
원천 : 천문학과 천체 물리학
