지구보다 2배 큰 가스 ​​거대 외계행성 발견

새롭게 무게가 측정된 외계 행성이 천문학자들을 당황하게 만들었습니다.

HD-114082b라고 불리는 매우 작은 목성 크기의 외계 행성을 측정한 후 과학자들은 그 특성이 가스 거대 행성 형성에 대한 두 가지 인기 있는 모델 중 어느 것과도 일치하지 않는다는 것을 발견했습니다.

간단히 말해서, 나이에 비해 너무 무겁습니다.

“현재 승인된 모델과 비교할 때 HD-114082b는 1,500만년 된 젊은 가스 거인에 비해 밀도가 2~3배 더 높습니다.”라고 그는 말했습니다. 천체 물리학자 Olga Zakhazy는 설명합니다. 독일 막스플랑크 천문학연구소에서

약 300광년 떨어진 HD-114082라는 이름의 별을 공전하는 이 외행성은 강렬한 데이터 수집 캠페인의 대상이었습니다. 1,500만년 된 HD-114082b는 지금까지 발견된 가장 어린 외계 행성 중 하나이며, 그 속성을 이해하면 행성이 어떻게 형성되는지에 대한 단서를 제공할 수 있습니다. 이 과정은 완전히 이해되지 않았습니다.

호스트 스타에 대한 영향을 기반으로 외계 행성을 포괄적으로 특성화하려면 두 가지 유형의 데이터가 필요합니다. 통과 데이터는 궤도를 도는 외계 행성이 별 앞을 지나갈 때 별의 빛이 어두워지는 방식에 대한 기록입니다. 별이 얼마나 밝은지 알면 이 희미한 밝기가 외계 행성의 크기를 드러낼 수 있습니다.

반면에 방사 속도 데이터는 외부 행성의 중력에 대한 응답으로 별이 제자리에서 얼마나 흔들리는지에 대한 기록입니다. 별의 질량을 알면 흔들림의 진폭으로 외계 행성의 질량을 알 수 있습니다.

거의 4년 동안 연구원들은 HD-114082의 방사 속도 관측치를 수집해 왔습니다. 연구원들은 수집된 통과 및 방사 속도 데이터를 사용하여 HD-114082b의 반지름이 비슷하다는 것을 확인했습니다. 목성 – 하지만 목성의 질량은 8배 더 큽니다. 이것은 외계 행성의 밀도가 지구의 거의 두 배, 목성의 약 10배라는 것을 의미합니다.

이 작은 외계 행성의 크기와 질량은 매우 큰 암석 행성이 아닐 가능성이 있음을 의미합니다. 주변의 상한선 3 지구의 반지름 그리고 25대륙.

암석 외계 행성에는 매우 작은 밀도 범위도 있습니다. 이 범위 이상에서는 신체 더 강렬해진다그리고 행성의 중력은 수소와 헬륨의 중요한 대기를 유지하기 시작합니다.

HD-114082b는 이러한 매개 변수를 크게 초과하므로 가스 거인임을 의미합니다. 그러나 천문학자들은 그것이 어떻게 일어났는지 모릅니다.

“우리는 거대한 행성이 두 가지 가능한 방식으로 형성될 수 있다고 생각합니다.” 천문학자인 Ralph Lönnhardt는 말합니다. mpia. “둘 다 젊은 중심 별 주위에 분포된 가스와 먼지의 원시 행성 원반 내에서 발생합니다.”

두 방법 모두 “콜드 스타트” 또는 “핫 스타트”라고 합니다. 콜드 스타트에서 외계 행성은 별을 공전하는 디스크의 잔해로부터 조약돌이 하나씩 형성되는 것으로 생각됩니다.

조각들은 먼저 정전기적으로 끌어당긴 다음 중력적으로 끌어당깁니다. 질량이 많을수록 더 빨리 성장하여 우주에서 가장 가벼운 두 가지 원소인 수소와 헬륨의 폭주 축적을 촉발하여 암석 핵 주위에 거대한 가스 봉투를 생성합니다.

가스가 행성의 핵을 향해 떨어지고 대기를 형성하면서 열을 잃는다는 점을 감안할 때 상대적으로 멋진 옵션으로 보입니다.

핫 스타트는 디스크 불안정성이라고도 하며 디스크의 불안정한 소용돌이 영역이 중력에 의해 자체적으로 붕괴될 때 발생하는 것으로 생각됩니다. 결과 물체는 가스가 더 많은 열을 보유하기 때문에 암석 코어가 없는 완전히 형성된 외계 행성입니다.

콜드 스타트 ​​또는 핫 스타트를 경험하는 외계 행성은 서로 다른 속도로 냉각되어야 하므로 우리가 관찰할 수 있어야 하는 뚜렷한 특성이 있습니다.

연구원들은 HD-114082b의 특성이 핫스타트 모델에 적합하지 않다고 말한다. 그들의 크기와 질량은 일차 증가와 더 일치합니다. 하지만 그럼에도 불구하고 여전히 크기에 비해 상당히 방대합니다. 비정상적인 핵을 포함하거나 다른 일이 진행 중입니다.

“뜨거운 출발이라는 생각을 포기하기엔 아직 이르다” Lönnhardt 라고. “우리가 말할 수 있는 것은 거대 행성의 형성을 아직 잘 이해하지 못한다는 것뿐입니다.”

외계 행성은 우리가 알고 있는 3천만년 미만의 행성 중 하나이며 천문학자들이 반지름과 질량을 측정한 행성입니다. 지금까지 세 가지 모두 디스크 불안정성 모델과 호환되지 않는 것으로 보입니다.

3개는 분명히 매우 작은 표본 크기이지만 3개 중 3개는 1차 축적이 아마도 둘 중 더 일반적이라는 것을 나타냅니다.

“이러한 경향을 확인하기 위해서는 더 많은 행성이 필요하지만, 우리는 이론가들이 그들의 계산을 재평가하기 시작해야 한다고 믿습니다.” 자코자이 라고.

“우리의 관측 결과가 행성 형성 이론에 어떻게 영향을 미치는지 흥미진진합니다. 그들은 이 거대한 행성이 어떻게 성장하는지에 대한 지식을 향상시키고 우리 이해의 격차가 어디에 있는지 알려줍니다.”

에 발표된 연구 천문학 및 천체물리학.