작은 별을 공전하는 '금지된' 행성이 거대 가스 형성 이론에 도전하다

[아름이]

작은 별을 공전하는 '금지된' 행성이 거대 가스 형성 이론에 도전하다
행성 형성에 대한 우리의 현재 이해를 바탕으로 TOI-5205b는 존재하지 않아야 합니다. 그것은 '금지된' 행성이다.'
날짜:
2023년 2월 22일
원천:
카네기 과학 연구소
요약:
천문학자들은 거대한 가스 거대 행성이 TOI-5205라고 불리는 작은 적색 왜성 주위를 공전하는 특이한 행성계를 발견했습니다. 그들의 발견은 행성 형성에 대한 오랜 생각에 도전합니다.

전체 이야기
카네기의 Shubham Kanodia가 이끄는 천문학자 팀은 거대한 가스 거대 행성이 TOI-5205라고 불리는 작은 적색 왜성 주위를 공전하는 특이한 행성계를 발견했습니다. The Astronomical Journal 에 발표된 그들의 발견은 행성 형성에 대한 오랜 생각에 도전합니다.

태양보다 작고 온도가 낮은 M형 왜성은 우리 은하계에서 가장 흔한 별입니다. 크기가 작기 때문에 이 별들은 태양의 절반 정도 뜨겁고 훨씬 더 붉습니다. 광도는 매우 낮지만 수명은 매우 깁니다. 적색 왜성은 평균적으로 다른 더 무거운 유형의 별보다 더 많은 행성을 호스트하지만, 그들의 형성 역사는 가스 거인을 호스트할 가능성이 낮습니다.

새로 발견된 행성인 TOI 5205b는 NASA의 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)에 의해 잠재적인 후보로 처음 확인되었습니다. Carnegie의 Anjali Piette, Alan Boss, Johanna Teske 및 John Chambers를 포함하는 Kanodia의 팀은 행성의 특성을 확인하고 다양한 지상 기반 도구 및 시설을 사용하여 특성화했습니다.

"호성인 TOI-5205는 목성 크기의 약 4배에 불과하지만 어떻게든 목성 크기의 행성을 형성했는데, 이는 상당히 놀라운 일입니다!" 우리 은하의 거의 4분의 3을 구성하지만 육안으로는 볼 수 없는 이 별들을 연구하는 전문가인 Kanodia가 소리쳤습니다.

오래된 M형 왜성 주위를 공전하는 소수의 가스 거성들이 발견되었습니다. 그러나 지금까지 TOI-5205와 같은 저질량 M형 왜성 주위의 행성계에서 거대 가스 행성은 발견되지 않았습니다. 여기서 크기 비교를 파악하기 위해 태양과 같은 별을 도는 목성과 같은 행성을 자몽 주위를 도는 완두콩에 비교할 수 있습니다. TOI-5205b의 경우 호스트 스타가 훨씬 작기 때문에 레몬 주위를 도는 완두콩과 비슷합니다. 사실, 목성 질량 TOI 5205b가 호스트 앞을 가로지를 때 빛의 약 7%를 차단합니다. 이는 알려진 가장 큰 외계 행성 통과 중 하나입니다.

행성은 어린 별을 둘러싸고 있는 회전하는 가스와 먼지 원반에서 탄생합니다. 가장 일반적으로 사용되는 가스 행성 형성 이론은 이 암석 물질이 지구 질량의 약 10배가 되어야 축적되어 거대한 암석 코어를 형성한 다음, 그 후 원반의 이웃 지역에서 다량의 가스를 빠르게 휩쓸어 거대 행성을 형성합니다. 오늘 봐.

이것이 발생하는 시간 프레임이 중요합니다.

"TOI-5205b의 존재는 이 행성들이 태어난 디스크에 대해 우리가 알고 있는 것을 확장합니다."라고 Kanodia는 설명했습니다. "처음에는 원반에 초기 핵을 형성할 수 있는 암석 물질이 충분하지 않으면 거대한 가스 행성을 형성할 수 없습니다. 그리고 마지막에 원반이 거대한 핵이 형성되기 전에 증발하면 거대 가스 행성을 형성할 수 없습니다. 그럼에도 불구하고 TOI-5205b는 이러한 난간에도 불구하고 형성되었습니다. 행성 형성에 대한 명목상의 현재 이해를 바탕으로 TOI-5205b는 존재하지 않아야 합니다. "금지된" 행성입니다."

팀은 행성의 매우 큰 통과 깊이가 최근에 발사된 JWST를 통해 미래 관측에 매우 도움이 된다는 것을 보여주었습니다.

TESS 후속 연구는 10m Hobby Eberly 망원경에 HPF(HPF; 미국 텍사스) 및 저해상도 분광기(LRS2; Texas, US), 3.5m에 ARCTIC 카메라를 사용하여 수행되었습니다. Apache Point Observatory(APO; New Mexico, US), NN-Explore Exoplanet Stellar Speckle Imager(NESSI, Arizona, US), 0.6m Red Buttes Observatory(RBO, Wyoming, US), 및 0.3m 삼백 밀리미터 망원경(TMMT, 칠레).

연구팀의 다른 구성원은 Penn State University의 Suvrath Mahadevan, Jessica Libby-Roberts, Caleb Ca ñ 입니다.(또한 NASA Goddard Space Flight Center), Andrea Lin, Arvind Gupta, Luke Powers 및 Lawrence Ramsey; 프린스턴 대학의 Gudmundur Stefansson; 텍사스 대학교 오스틴의 Greg Zeimann 및 William Cochran; 애리조나 대학교의 Andrew Monson과 Chad Bender; UC Irvine의 Paul Robertson; Tata Institute of Fundamental Research의 Joe Ninan; 콜로라도 대학교 볼더의 Scott Diddams; 제트 추진 연구소의 Samuel Halverson; 워싱턴 대학의 Suzanne Hawley; 와이오밍 대학교의 Henry Kobulnicky, Brock Parker 및 Tera Swaby; 공군 연구소의 Andrew Metcalf; 우주 망원경 과학 연구소의 Arpita Roy(존스 홉킨스 대학교 소속); 맥쿼리 대학교의 Christian Schwab; Carleton College의 Ryan Terrien;

출처 : https://www.sciencedaily.com/