허블, 행성 형성 모델을 뒤집을 수 있는 원시행성 발견

NASA의 허블 우주 망원경은 연구자들이 “강렬하고 폭력적인 과정”으로 묘사하는 목성과 같은 원시 행성의 형성에 대한 직접적인 증거를 촬영했습니다. 이 발견은 “디스크 불안정성”이라고 불리는 목성과 같은 행성이 어떻게 형성되었는지에 대한 오랫동안 논의된 이론을 뒷받침합니다.

건설 중인 새로운 세계는 약 200만 년 전으로 추정되는 젊은 별을 둘러싸고 있는 독특한 나선 구조를 가진 먼지와 가스의 원시 행성 원반에 내장되어 있습니다. 이것은 행성 형성이 진행 중인 우리 태양계의 시대에 관한 것이었습니다. (태양계의 나이는 현재 46억 년입니다.)

“자연은 지능적이며 다양한 방식으로 행성을 생성할 수 있습니다.”라고 Subaru Telescope의 Thayne Currie와 이 연구의 주저자인 Eureka Scientific이 말했습니다.

모든 행성은 항성 원반에서 기원한 물질로 이루어져 있습니다. 목성 행성 형성의 지배적인 이론은 “핵심 강착”이라고 하며, 원반에 묻힌 행성이 먼지 알갱이에서 암석에 이르기까지 크기가 다양한 작은 몸체에서 자라나면서 궤도를 돌면서 충돌하고 서로 달라붙는 상향식 접근 방식입니다. 별. 이 기체 코어는 디스크에서 천천히 축적됩니다. 대조적으로, 원반 불안정성 접근은 별 주위의 거대한 원반이 냉각됨에 따라 중력으로 인해 원반이 행성 질량의 하나 이상의 파편으로 빠르게 분해되도록 하는 하향식 모델입니다.

AB Aurigae b라고 불리는 새로 형성된 행성은 목성보다 약 9배 더 크며 태양에서 명왕성까지 거리의 두 배 이상인 무려 86억 마일 떨어진 곳에서 호스트 항성을 공전합니다. 이 거리에서 목성 크기의 행성이 1차 강착에 의해 형성되는 데 매우 오랜 시간이 걸립니다. 이것은 연구원들로 하여금 디스크의 불안정성이 이 행성이 그렇게 먼 거리에서 형성될 수 있게 했다는 결론을 내리게 합니다. 이것은 널리 받아들여지는 핵심 강착 모델에 의한 행성 형성의 예측과 극명하게 대조됩니다.

새로운 분석은 두 개의 허블 장비인 우주 망원경 이미징 분광계와 근적외선 카메라 및 다중 물체 분광기의 데이터를 결합합니다. 이 데이터는 하와이 마우나케아 정상에 위치한 일본의 8.2미터 스바루 망원경에서 SCExAO라는 최신 행성 이미징 장비에서 얻은 데이터와 비교되었습니다. 우주 및 지상 망원경의 풍부한 데이터는 행성과 관련이 없는 복잡한 디스크 속성과 작은 행성을 구별하는 것이 매우 어렵기 때문에 중요한 것으로 입증되었습니다.

Corey는 “이 시스템에 대한 설명은 매우 어렵습니다. “그것이 이 프로젝트에 허블이 필요한 이유 중 하나입니다. 디스크와 행성에서 빛을 더 잘 분리하기 위한 깨끗한 이미지입니다.”

자연 자체도 도움의 손길을 내밀었습니다. Aurigae 별을 도는 거대한 먼지와 가스 원반은 지구에서 보는 우리의 모습과 거의 정면으로 마주하고 있습니다.

퀴리는 허블의 수명이 연구원들이 원시 행성의 궤도를 측정하는 데 도움이 되는 특별한 역할을 했다고 강조했습니다. 그는 원래 AB Aurigae b가 행성인지에 대해 매우 회의적이었습니다. Subaru의 이미징과 결합된 Hubble의 아카이브 데이터는 그의 마음을 바꾸는 전환점을 입증했습니다.

Corey는 “1~2년 동안 이러한 움직임을 감지할 수 없었습니다.”라고 말했습니다. “허블은 스바루 데이터와 함께 13년 동안 궤도 운동을 감지하기에 충분한 시간 기준선을 제공했습니다.”

“이 결과는 지상 기반 및 우주 기반 관측을 향상시키며, 우리는 기록 보관소인 허블 관측으로 시간을 되돌릴 것입니다.”라고 투손에 있는 애리조나 대학교와 하와이의 스바루 망원경의 올리비에 가용이 덧붙였습니다. “AB Aurigae b는 이제 여러 파장에서 관찰되었으며 일관된 그림이 나타났습니다. 매우 견고한 그림입니다.”

팀의 결과는 4월 4일자에 게재되었습니다. 자연 천문학.

“이 새로운 발견은 일부 가스 거대 행성이 디스크 불안정성의 메커니즘을 통해 형성될 수 있다는 강력한 증거”라고 워싱턴 DC에 있는 카네기 과학 연구소의 Alan Buss가 말했습니다. “궁극적으로는 중력이 가장 중요합니다. 별 형성 과정의 잔해가 중력에 의해 어떤 식으로든 함께 모여 행성을 형성할 것이기 때문입니다.”

목성과 같은 행성의 형성 초기를 이해하는 것은 천문학자들에게 우리 태양계의 역사에서 더 큰 맥락을 제공합니다. 이 발견은 NASA의 James Webb 우주 망원경을 포함하여 AB Aurigae와 같은 원시 행성 디스크의 화학적 구성에 대한 미래 연구의 길을 열어줍니다.