작은 별 주위를 도는 어리둥절할 정도로 거대한 행성이 발견되었습니다

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천문학자들은 기술적으로 존재해서는 안되는 외계 행성을 발견한 후 행성 형성 이론에 의문을 제기하고 있습니다.

질량이 해왕성과 비슷하고 지구 질량의 13배 이상인 이 행성은 우리 태양보다 질량이 9배 적은 LHS 3154라는 초냉각 M형 왜성 주위를 돌고 있는 것으로 발견되었습니다. M형 왜성은 가장 작고 가장 무거운 유형의 별이다.

새로운 연구에 따르면 LHS 3154b라고 불리는 이 행성은 별 주위를 밀접하게 공전하며 지구의 3.7일마다 한 바퀴씩 공전하며 우주에서 가장 차가운 저질량 별 중 하나 주위를 공전하는 가장 거대한 행성이 된다고 합니다. 목요일에 저널에 발표된 연구 과학. 이는 과학자들이 행성계의 형성을 이해하는 방식을 뒤집습니다.

“이번 발견은 우리가 우주에 대해 얼마나 아는 바가 얼마나 적은지를 깨닫게 해준다”고 펜스테이트 대학교 천문학 및 천체물리학 교수인 연구 공동저자인 수브라스 마하데반(Suvrath Mahadevan)은 성명에서 말했다. “우리는 저질량 별 주위에 이렇게 거대한 행성이 있을 것이라고는 예상하지 못했습니다.”

별 모양 거대한 가스와 먼지 구름에서 남은 물질은 나중에 행성이 탄생하는 별 주위에 원반을 형성합니다. 별을 둘러싸고 있는 원반 내부의 물질의 양에 따라 그 주위에 형성되는 행성의 질량이 결정됩니다. 원반의 재질은 별의 질량에 크게 좌우됩니다.

예를 들어, 작은 M형 왜성은 은하계 전체에서 가장 흔하게 발견되며, 일반적으로 거대한 가스 행성보다는 작은 바위 행성이 궤도를 돌고 있습니다.

마하데반은 “저질량 별 LHS 3154 주변의 행성 형성 원반은 이 행성을 형성할 만큼 충분한 질량을 갖고 있지 않을 것으로 예상된다”고 말했다. “하지만 존재하기 때문에 이제 우리는 행성과 별이 어떻게 형성되는지에 대한 이해를 재고해야 합니다.”

이 행성은 태양으로부터 약 51광년 떨어진 별을 공전하고 있으며 텍사스 맥도날드 천문대에 있는 하비-에버리 망원경에 장착된 거주 가능 구역 행성 파인더(HPF)를 사용하여 발견되었습니다.

Mahadevan이 이끄는 과학자 팀은 젊고 차가운 별이 거주 가능한 영역 내에서 공전하는 행성을 감지하도록 설계된 HPF를 구축했습니다. 거주 가능 구역은 행성이 표면에 액체 상태의 물이 존재하고 생명체가 존재할 수 있을 만큼 충분히 따뜻한 별로부터의 적절한 거리입니다.

어린 별의 표면 온도가 낮다는 것은 행성이 훨씬 더 가깝게 공전할 수 있고 여전히 표면에 물과 같은 깨지기 쉬운 요소를 유지할 수 있음을 의미합니다. 행성이 별에 가깝게 궤도를 돌 때 두 물체 사이의 중력으로 인해 HPF가 적외선에서 감지할 수 있는 눈에 띄는 흔들림이 발생합니다.

“별을 캠프파이어라고 생각하세요. 불이 차가워질수록 따뜻함을 유지하기 위해 불에 더 가까이 다가가게 됩니다. 행성도 마찬가지입니다.” 별이 더 차가우면 행성이 액체 물을 담을 수 있을 만큼 따뜻하려면 행성이 그 별에 더 가까워야 합니다. 행성이 초저온별에 충분히 가까운 궤도를 가지고 있다면, 궤도를 도는 행성에 의해 끌려갈 때 별 스펙트럼의 색상이나 빛의 아주 작은 변화를 통해 이를 감지할 수 있습니다.

연구 공동 저자이자 천문학 대학원생인 Megan Delamere에 따르면, 연구팀은 모델링과 분석을 기반으로 행성이 별 주위에 있었던 것보다 행성 형성 원반에 더 많은 고체 물질을 필요로 하는 무거운 핵을 가지고 있다고 믿고 있습니다. 펜실베니아에서.

연구자들은 원반에 있는 먼지의 양이 저질량 별 주변의 원반에서 일반적으로 발견되는 먼지의 양보다 적어도 10배는 더 많아야 한다고 추정합니다.

Delamere는 성명에서 “행성 형성에 관한 우리의 현재 이론은 우리가 보는 것을 설명하는 데 어려움을 겪고 있습니다.”라고 말했습니다. “HPF 및 기타 장비를 사용한 현재 조사 작업에 따르면 우리가 발견한 것과 같은 물체는 극히 드물기 때문에 그 발견은 정말 흥미로웠습니다.”

우리 행성처럼 질량이 작은 별 주위를 공전하는 몇 개의 거대한 행성이 발견되었습니다. 2019년에 행성 GJ 3512 b가 발견되었습니다.그러나 그들의 공전 주기는 훨씬 길며, 행성들은 자신의 별을 그렇게 가깝게 공전하지 않습니다.

“우리가 발견한 것은 기존의 모든 행성 형성 이론에 대한 극단적인 테스트 사례를 제공합니다.”라고 Mahadevan은 말했습니다. “이것이 바로 우리 은하에서 가장 흔한 별들이 어떻게 행성을 형성하는지 발견하고 그 행성을 찾기 위해 HPF를 만든 것입니다.”