오리온 성운에서 떠돌고 있는 한 쌍의 악성 행성이 발견되었습니다.

제임스 웹 우주망원경(JWST)의 새로운 관측 덕분에 500개 이상의 자유 부유 행성 질량 물체가 오리온 성운을 떠돌고 있는 것이 발견되었습니다. 가장 기이하게도 성운의 사다리꼴 성단에서 새로 발견된 물체 중 약 40개가 넓은 쌍성 쌍으로 존재하여 소위 "불량 행성"이 어떻게 형성되는지에 대한 기대를 혼란스럽게 합니다.

별 주위를 공전하지 않고 자유롭게 떠다니는 행성 질량 물체는 이전에 별 형성 지역에서 발견되었지만 JWST에서 볼 수 있는 숫자는 한 번도 없습니다. 근적외선 카메라 (NIR캠). 이 물체들은 아직 어리고 형성의 열기로 빛나기 때문에 눈에 보입니다. 시간이 지남에 따라 냉각되어 시야에서 사라질 것입니다.

그러한 자유 부유 행성이 어떻게 형성되는지에 대한 두 가지 가설이 있습니다. 하나는 별처럼 생성되어 별을 형성하는 분자 구름에서 직접 붕괴되고 응축된다는 것입니다. 다른 하나는 어린 별 주위의 궤도에서 핵심 강착을 통해 형성되고 나중에 중력 조석력과 공명에 의해 추방된다는 것입니다.

JuMBO 미스터리

오리온 성운에서 발견된 540개의 행성 질량 물체 대부분의 경우 "거의 확실히 두 가지 [과정]의 조합이 될 것"이라고 말합니다. 사무엘 피어슨, 유럽 우주국(ESA) 연구원이자 아직 동료 평가가 이루어지지 않은 논문의 주요 저자입니다. 사전 인쇄 새로운 관찰에 대해.

그러나 40개 정도의 넓은 바이너리(전체의 9%)는 이 그림에 맞지 않습니다. Pearson은 Jupiter Mass Binary Objects의 경우 JuMBO라고 부르며 미스터리입니다.

Pearson은 주요 문제는 JuMBO의 질량이라고 설명합니다. 모델은 분자 구름에서 직접 형성될 수 있는 최소 질량이 목성의 0.6배라고 예측합니다. 이 최소 한계는 작은 물체가 열을 더 잘 유지하여 더 이상 수축되는 것을 방지하기 때문에 발생합니다. 따라서 더 작은 행성 질량체(JWST 관측에서 가장 작은 물체인 목성 질량의 약 XNUMX배 포함)가 대신 핵 강착을 통해, 즉 지구처럼 바닥에서 위로 형성되어 방출되었을 것으로 예상할 수 있습니다. 그들의 원산지 시스템에서.

"하지만 이제 문제는 우리가 그것들을 쌍으로 찾는다는 것입니다. "라고 Pearson은 말합니다. 물리 세계. “도대체 어떻게 그런 일이 일어나는 걸까요?”

행성 형성 시나리오

지금까지 테이블에는 두 가지 옵션이 있습니다. 하나는 별이 탄생할 때 가지고 있는 질량의 분포를 설명하는 초기 질량 함수가 어느 누구도 알고 있는 것보다 훨씬 더 작은 질량으로 확장된다는 것입니다. 다른 하나는 이러한 JuMBO가 어떻게든 행성계에서 방출되고 있다는 것입니다.

바이너리 쌍이 어떻게 배출될 수 있는지에 대한 확고한 모델은 없지만 한 가지 가능한 설명은 다음과 같습니다. 로살바 페르나 스토니브룩 대학교와 함께 왕이한 및 주 자오환 둘 다 미국 라스베거스 네바다 대학교. ~ 안에 별도의 사전 인쇄, 그들은 별에서 먼 거리에서 공전하는 두 개의 거대한 행성이 시스템이 근처 별과 긴밀한 조우를 경험하는 동시에 정렬 상태로 이동하면 둘 다 방출될 수 있는 모델을 제안합니다.

Perna와 Wang은 행성 형성 모델에서 거대 행성이 별로부터 50천문 단위(즉, 지구-태양 거리의 50배)가 넘는 거리에서 행성 형성 원반에서 직접 합쳐질 수 있다고 지적합니다.

"우리 시나리오에서 JuMBO는 장반경 축이 서로 가까운 두 개의 거대한 행성이 있는 행성계에서 형성되는 것을 선호합니다"라고 Wang과 Perna는 말합니다. 물리 세계. "예를 들어, 행성계가 넓다면 가장 가능성 있는 구성은 ~100AU의 거대 행성과 70AU의 또 다른 거대 행성일 것입니다."

새로운 도메인으로 푸시

안에 종이 2022년 출간, 알렉스 숄츠 영국 세인트앤드루스대학교 연구진은 JWST가 어린 성단에서 상당수의 저질량 악성 행성을 탐지할 수 있을 것이라고 예측했습니다. Scholz는 오리온 성운의 새로운 발견이 이러한 결론을 정당화한다고 말했습니다.

"이 새로 발견된 행성 질량 물체는 정말 흥미롭습니다. 놀라울 정도로 풍부하고, 많은 수의 쌍성체는 전혀 예상치 못한 일입니다."라고 그는 말합니다. 물리 세계. "새 도메인에 진입하면 이런 일이 발생합니다. 예상치 못한 일을 발견하게 됩니다."

현재로서는 더 많은 데이터를 확보하는 것이 책임입니다. 피어슨과 그의 공동 저자 마크 맥커린ESA의 과학 및 탐험 수석 고문인 는 JWST의를 사용하여 향후 연구에서 JuMBO를 다시 살펴보고 싶습니다. 근적외선 분광계 (NIRSpec). 이러한 관측을 통해 온도, 표면 중력 및 대기 구성에 대한 세부 정보를 제공함으로써 실제로 행성 질량이 있음을 확인할 수 있습니다. 그 외에도 Pearson과 McCaughrean은 장미 성운에서 태어나 외뿔소자리 방향으로 2244광년 떨어진 어린 성단 NGC 5에서 행성 질량 물체를 찾을 계획입니다. NGC 000의 별은 Trapezium의 별보다 밀도가 낮기 때문에 궤도에서 행성을 뽑아내는 별과의 만남의 기회가 더 희박하다는 것을 의미한다고 Pearson은 말합니다.

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"정말 희박한 지역에서는 이런 일이 일어날 가능성이 훨씬 낮습니다. 따라서 갑자기 JuMBO가 보이지 않는다면 이는 JuMBO가 어떻게 형성되는지에 대한 단서가 될 것입니다."라고 그는 설명합니다.

이러한 불량 행성 질량 물체에 대해서는 알려진 바가 거의 없지만 피어슨은 우리 은하계에 별보다 더 많은 물체가 있을 수 있다고 말합니다. 이것은 그들을 정의하는 방법에 대한 질문을 제기합니다. 그들은 행성입니까, 준갈색 왜성입니까, 아니면 다른 것입니까? 이러한 범주 사이에 이미 모호한 경계가 있다는 점을 고려하면 문제가 되지 않을 수 있으며 Pearson은 그러한 논의를 피하고 있습니다.

“우리가 그것들을 어떻게 정의하려고 노력하느냐는 논쟁을 불러일으키는 좋은 방법입니다.”라고 그는 웃으며 말했습니다.

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• 출처: https://physicsworld.com/a/pairs-of-rogue-planets-found-wandering-in-the-orion-nebula/