천문학자들은 지금까지 발견된 가장 큰 170개의 불량 외계 행성을 발견했습니다.

Dec 23 2021

불량 행성에 대한 아티스트의 인상입니다. 천문학자들의 국제적 협력은 전례 없는 과학적 성취인 70~170개의 불량 행성 발견에 대해 보고하고 있습니다.

불량 행성에 대한 아티스트의 인상입니다.

천문학자들의 국제적 협력은 전례 없는 과학적 성취인 70~170개의 불량 행성 발견에 대해 보고하고 있습니다.

불량 행성은 신비한 만큼 오싹합니다. 성간 공간의 어두운 광활한 공간을 떠다니고 있는 이 행성들은 원래의 항성계를 떠났 거나 처음부터 항성계가 전혀 없었던 호스트 별이 없습니다. 천문학자들은 1990년대에 처음으로 떠다니는 행성에 대해 배웠지만, 형성 조건, 크기와 구성, 은하 내에서의 상대적 존재량과 같은 많은 풀리지 않은 질문이 남아 있습니다.

오늘 Nature 에 발표된 연구는 이러한 천문학적 문제에 대한 바늘을 앞으로 움직이고 있습니다. 과학자 팀이 Upper Scorpius OB 항성 연합으로 알려진 은하수 인근 지역에서 170개 이상의 불량 행성을 발견했기 때문입니다. 약 420광년 떨어져 있음). 이것은 알려진 자유 부동 행성의 총 수를 효과적으로 두 배로 늘리며, 이는 우리 은하에 있는 불량 행성의 총 인구가 거대하다는 신호입니다. 실제로, 은하수에 숨어 있는 것으로 의심되는 불량 행성의 총 수는 수십억, 그리고 아마도 수조 에 달할 가능성이 있기 때문에 고 칼 세이건을 매우 자랑스럽게 만들었을 것 입니다.

새로 발견된 불량 행성은 유럽 남방 천문대, 캐나다-프랑스-하와이 망원경, 스바루 망원경, ESA의 가이아 위성이 수집한 관측 자료를 포함하여 거의 20년 동안의 천문 데이터에서 발견되었습니다. 보르도 대학의 천문학자이자 프로젝트 리더인 Hervé Bouy는 NOIRLab 성명서 에서 설명했듯이 광범위한 NOIRLab Astro Data Archive 를 통해 제공되는 데이터 가 "이 연구의 기초"라고 말했습니다 .

자유롭게 떠다니는 행성으로도 알려진 불량 행성에 대한 아티스트의 인상입니다.

보르도 대학의 천문학자이자 새로운 연구의 제1저자인 누리아 미레-루이그(Núria Miret-Roig)는 이메일에서 새 연구는 약 170도 정사각형인 "하늘의 매우 넓은 영역"을 다루고 있다고 말했습니다. 이전 설문 조사. 그녀는 "이는 우리 자신의 관찰과 함께 공공 기록 보관소에서 구할 수 있는 모든 이미지를 편집한 덕분에 가능했습니다."라고 말했습니다. 엄청난 양의 데이터( 총 100TB에 달하는 80,000개의 이미지 ) 로 인해 팀은 "현대 통계 도구와 데이터 마이닝 기술을 결합"해야 했습니다.

연구의 주요 측면은 불량 행성을 발견하는 데 사용된 기술이었습니다. 자유롭게 떠 있는 행성을 탐지하는 것은 어려운 일입니다. 행성은 호스트 별과 관련이 없고 광대한 우주에서 위치가 어디에 있는지 즉시 명확하지 않기 때문입니다. 불량 행성을 탐지하는 전통적인 접근 방식인 마이크로렌즈 는 불량 행성과 관련 없는 배경 별 사이의 우연한 정렬 에 의존합니다 . 마이크로렌싱의 문제는 일회성 현상이 발생하는 경향이 있으며 불량 행성은 다시는 볼 수 없을 가능성이 높다는 것입니다. 오랜 기간 동안 외계 행성을 연구할 수 없다는 것은 큰 한계를 나타냅니다.

새로운 연구의 흥미로운 측면은 새로 발견된 불량 행성이 미래에 연구될 수 있다는 것입니다. Miret-Roig와 그녀의 동료들은 불과 몇 백만 년 전에 형성된 일부 불량 행성이 여전히 뜨겁고 망원경으로 직접 감지할 수 있다는 가정 하에 작업했습니다. 연구를 위해 팀은 80,000개의 광시야 이미지를 조사하여 다양한 광학 및 근적외선 파장에 걸쳐 빛을 측정했습니다. 팀은 또한 천체가 만드는 작은 움직임을 측정했는데, 이를 통해 천체가 호스트 없이 우주를 비행하는 행성임을 재확인했습니다.

3,455개의 후보가 확인되었으며 그 중 70~170개의 목성 크기 물체가 진정한 불량 외행성으로 간주되었습니다. 천문학자들은 추정되는 지역의 나이와 천체의 질량과 관련된 불확실성으로 인해 정확한 수를 정확히 지적할 수 없었습니다.

“각 행성의 밝기를 이론적인 모델과 비교하여 개별 질량을 유추할 수 있었습니다. 주요 어려움은 행성이 젊었을 때 상대적으로 밝고 시간이 지남에 따라 빠르게 퇴색한다는 것입니다."라고 Miret-Roig가 설명했습니다. "그러면 우리 샘플의 경우와 같이 행성의 나이를 정확하게 알 수 없다면 오래된 무거운 행성을 젊지만 덜 무거운 행성과 구별하기가 어렵습니다."

그녀는 "유효 온도 및 구성과 같은 다른 물리적 특성을 결정"하기 위한 일부 분광 관찰 과 마찬가지로 이러한 추정되는 불량 외행성의 정확한 나이와 질량을 측정하기 위한 후속 연구가 계획되어 있다고 말했습니다. 곧 출시될 Webb 우주 망원경, ELT(Extremely Large Telescope) 및 Vera C. Rubin Observatory와 같은 미래의 천문대는 이러한 결과를 추가로 검증할 수 있습니다.

이 연구의 또 다른 흥미로운 측면은 불량 행성이 형성되는 조건에 대한 내용입니다. 두 가지 이론 은 이러한 행성이 어떻게 존재하게 되었는지 설명하는 것을 목표로 합니다. 그들은 호스트 항성 주위의 원시 행성 디스크에서 형성되고 성간 공간으로 부팅되거나 너무 작아서 별을 형성하지 못하는 가스 구름이 붕괴되어 형성됩니다.

Miret-Roig는 새로운 연구에서 관찰된 총 떠돌아다니는 물체의 수가 "저분자 구름의 붕괴로 인해 별처럼만 형성된다면 다른 메커니즘이 작용하고 있음을 나타내는 자유 떠다니는 행성의 수를 초과할 것"이라고 말했습니다. 따라서 천문학자들은 "두 메커니즘이 모두 작동해야 하며 최종 인구에 대한 분출의 기여도가 상당해야 한다고 말할 수 있습니다."

불량 행성이 두 프로세스 모두에 의해 생성될 가능성이 있다는 점을 감안할 때 불량 행성의 총 수는 엄청나야 합니다. 칼 세이건처럼 거대합니다. 다가오는 후속 연구와 미래의 망원경 덕분에 우리는 앞으로 더 많은 것을 배울 것으로 기대해야 합니다.