마시멜로만큼 밀도가 큰 가스 거대 외계 행성이 다음을 포함한 일련의 장비에 의해 차가운 적색 왜성 주위의 궤도에서 감지되었습니다. NASA- NSF의 NOIRLab 프로그램인 Kitt Peak National Observatory의 WIYN 3.5미터 망원경에 있는 NEID 방사형 속도 장비에 자금을 지원했습니다. TOI-3757 b라는 이름의 이 행성은 이 유형의 별 주위에서 발견된 것 중 가장 푹신한 가스 거대 행성입니다.
NSF 프로그램인 애리조나주 키트 피크 국립 천문대에서 WIYN 3.5미터 망원경을 사용하는 천문학자들 누아 랩, 차가운 적색 왜성 주위를 공전하는 특이한 목성과 유사한 행성을 관찰했습니다. TOI-580 b로 식별된 이 행성은 마차부자리 방향으로 지구에서 약 3757광년 떨어져 있으며 적색 왜성 주변에서 발견된 행성 중 밀도가 가장 낮고 평균 밀도도 이와 비슷할 것으로 추정됩니다. 마시멜로.
적색 왜성은 소위 주계열에서 가장 작고 가장 희미한 구성원입니다. 별 — 일정한 속도로 중심핵에서 수소를 헬륨으로 변환하는 별. 우리 같은 스타들에 비하면 '멋지지만' 태양, 적색왜성은 극도로 활동적일 수 있으며 행성의 대기를 제거할 수 있는 강력한 플레어로 폭발할 수 있으며, 이로 인해 이 항성계는 그런 비단 행성을 형성하기에는 겉으로는 보기에 불리한 위치가 됩니다.
"적색 왜성 주변의 거대 행성은 전통적으로 형성하기 어려운 것으로 여겨져 왔습니다." 카네기 과학 연구소 지구 및 행성 연구소의 연구원이자 천문학 저널. “지금까지 이것은 도플러 조사의 작은 샘플로만 조사되었으며, 일반적으로 이 적색 왜성에서 더 멀리 떨어진 거대 행성을 발견했습니다. 지금까지 우리는 가까운 가스를 찾을 만큼 충분한 양의 행성 샘플을 가지고 있지 않았습니다. 행성 탄탄하게."
TOI-3757 b를 둘러싼 설명할 수 없는 미스터리가 여전히 남아 있는데, 가장 큰 문제는 어떻게 가스 거대 행성이 적색 왜성 주위에 형성될 수 있는지, 특히 저밀도 행성이 형성될 수 있는지에 관한 것입니다. 그러나 Kanodia 팀은 그 미스터리에 대한 해결책이 있을 수 있다고 생각합니다.
그들은 TOI-3757 b의 초저밀도가 두 가지 요인의 결과일 수 있다고 제안합니다. 첫 번째는 행성의 암석 핵과 관련이 있습니다. 가스 거인은 질량의 약 XNUMX배에 달하는 거대한 암석 핵으로 시작되는 것으로 생각됩니다. 지구, 그 시점에서 그들은 오늘날 우리가 볼 수 있는 거대 가스를 형성하기 위해 많은 양의 이웃 가스를 빠르게 끌어당깁니다. TOI-3757 b의 별은 가스 거인을 포함한 다른 M-왜성에 비해 중원소의 함량이 낮기 때문에 암석 핵이 더 천천히 형성되어 가스 강착의 시작이 지연되어 행성의 전체 밀도에 영향을 미칠 수 있습니다.
두 번째 요인은 행성의 궤도일 수 있는데, 잠정적으로 약간 타원형인 것으로 생각됩니다. 다른 때보다 별에 더 가까워지는 경우가 있는데, 이로 인해 상당한 과도한 열이 발생하여 행성의 대기가 부풀어오르게 될 수 있습니다.
이 행성은 NASA의 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)에 의해 처음 발견되었습니다. 그런 다음 Kanodia 팀은 WIYN 3.5미터 망원경에 장착된 NEID 및 NESSI(NN-EXPLORE Exoplanet Stellar Speckle Imager)를 포함한 지상 기반 장비를 사용하여 후속 관측을 수행했습니다. Hobby-Eberly 망원경의 거주 가능 구역 행성 측정기(HPF); 와이오밍에 있는 Red Buttes Observatory(RBO)도 있습니다.
TESS는 별 앞의 이 행성 TOI-3757 b의 교차점을 조사하여 천문학자들이 행성의 직경을 약 150,000킬로미터(100,000마일) 또는 목성의 직경보다 약간 더 큰 것으로 계산할 수 있게 했습니다. 이 행성은 우리 태양계에서 가장 가까운 행성보다 3.5배 짧은 25일 만에 모항성 주위를 한 바퀴 도는 완전한 궤도를 완성합니다. 수성 — 그렇게 하는 데 약 88일이 걸립니다.
그런 다음 천문학자들은 NEID와 HPF를 사용하여 시선 속도라고도 알려진 시선을 따라 별의 겉보기 움직임을 측정했습니다. 이러한 측정은 행성의 질량을 제공했으며, 이는 목성의 약 85분의 3757, 즉 지구 질량의 약 0.27배로 계산되었습니다. 크기와 질량을 알면 Kanodia 팀은 TOI-17 b의 평균 밀도를 입방 센티미터당 XNUMX그램(입방 피트당 약 XNUMX그램)으로 계산할 수 있었으며, 이는 토성(가장 밀도가 낮은 행성) 밀도의 절반 미만이 되는 것입니다. 에서 태양계), 물 밀도의 약 4분의 1(물이 채워진 거대한 욕조에 놓으면 물이 떠다는 의미), 실제로는 마시멜로와 밀도가 비슷합니다.
"NASA의 새로운 제임스 웹 우주망원경을 사용하여 이 행성의 대기를 미래에 관측하면 이 행성의 푹신한 특성을 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다." 박사후 연구원인 Jessica Libby-Roberts는 이렇게 말합니다. 펜실베니아 주립 대학 그리고 이 논문의 두 번째 저자.
"한때 적색 왜성 주변에서는 극히 드물다고 이론화되었던 거대 행성이 있는 그러한 시스템을 더 많이 찾는 것이 행성이 어떻게 형성되는지 이해하려는 우리 목표의 일부입니다." Kanodia는 말합니다.
신용 :
이미지 및 비디오: NOIRLab/NSF/AURA/J. 다 실바/Spaceengine/M. 자마니, KPNO/P. 마렌펠트, ESA/Hubble/M. 코른메서
음악: Stellardrone – Airglow
이번 발견은 후보 중 일부를 확인하는 능력에서 NEID의 중요성을 강조합니다. 외계 행성 현재 NASA의 TESS 임무에 의해 발견되고 있으며 새로운 우주 탐사에 중요한 목표를 제공하고 있습니다. 제임스 웹 우주 망원경 (JWST)는 그들의 분위기를 추적하고 특성화하기 시작합니다. 이는 결국 천문학자들에게 행성이 무엇으로 구성되어 있는지, 어떻게 형성되었는지, 그리고 잠재적으로 거주 가능한 암석 세계의 경우 생명체가 존재할 수 있는지 여부를 알려줄 것입니다.
저널 참조
- Shubham Kanodia, Jessica Libby-Roberts, Caleb I. Cañas, Joe P. Ninan, Suvrath Mahadevan, Gudmundur Stefansson, Andrea SJ Lin, Sinclaire Jones, Andrew Monson, Brock A. Parker, Henry A. Kobulnicky, Tera N. Swaby, Luke Powers, Corey Beard, Chad F. Bender, Cullen H. Blake, William D. Cochran, Jiayin Dong, Scott A. Diddams, Connor Fredrick, Arvind F. Gupta, Samuel Halverson, Fred Hearty, Sarah E. Logsdon, Andrew J. Metcalf, Michael W. McElwain, Caroline Morley, Jayadev Rajagopal, Lawrence W. Ramsey, Paul Robertson, Arpita Roy, Christian Schwab, Ryan C. Terrien, John Wisniewski 및 Jason T. Wright. TOI-3757 b: 태양 금속성 M 왜성을 공전하는 저밀도 가스 거인. 천문학 저널, 164권, 3호 DOI: DOI: 10.3847/1538-3881/ac7c20
