1月 31, 2023

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地球の2倍の巨大ガス系外惑星が発見された:ScienceAlert

地球の2倍の巨大ガス系外惑星が発見された:ScienceAlert

新たに重さを量られた太陽系外惑星は、天文学者を当惑させました。

HD-114082b と呼ばれる非常に小さい木星サイズの外惑星の測定を行った後、科学者は、その特性がガス巨大惑星形成の 2 つの一般的なモデルのいずれとも完全に一致しないことを発見しました。

簡単に言えば、年齢の割に重すぎる。

「現在受け入れられているモデルと比較すると、HD-114082b は、わずか 1500 万歳の若い巨大ガス惑星には 2 倍から 3 倍の密度です。 天体物理学者のオルガ・ザハジー氏は次のように説明しています。 ドイツのマックス・プランク天文学研究所から。

約 300 光年離れた HD-114082 という名前の星を周回する系外惑星は、集中的なデータ収集キャンペーンの対象となっています。 わずか 1,500 万歳の HD-114082b は、これまでに発見された中で最も若い系外惑星の 1 つであり、その特性を理解することで、惑星がどのように形成されるかについての手がかりを得ることができますが、このプロセスは完全には理解されていません。

主星への影響に基づいて系外惑星を包括的に特徴付けるには、2 種類のデータが必要です。 トランジット データは、周回中の太陽系外惑星が恒星の前を通過するときに恒星の光がどのように暗くなるかを記録したものです。 恒星の明るさが分かれば、このわずかな減光から系外惑星の大きさがわかります。

一方、動径速度データは、外惑星の引力に応じて恒星がその場でどれだけぐらつくかを記録したものです。 星の質量がわかれば、その揺れの振幅から系外惑星の質量を知ることができます。

ほぼ 4 年間、研究者は HD-114082 の視線速度観測を収集してきました。 収集されたトランジットおよび視線速度データを使用して、研究者は HD-114082b が同様の半径を持っていると判断しました。 木星 – しかし、木星の質量は8倍です。 これは、太陽系外惑星の密度が地球の約 2 倍、木星の約 10 倍であることを意味します。

この小さな太陽系外惑星のサイズと質量は、非常に大きな岩石惑星である可能性が低いことを意味します。 その周囲の上限 3 地球の半径 そしてその 25大陸.

岩石系外惑星にも非常に小さな密度範囲があります。 この範囲を超えると、本体 激しくなるそして、惑星の重力が水素とヘリウムの重要な大気を保持し始めます。

HD-114082b はこれらのパラメータを大幅に超えており、これはガス巨人であることを意味します。 しかし、天文学者はこれがどのように起こったのかを知りません。

「私たちは、巨大な惑星が形成される可能性のある 2 つの方法を考えています。」 天文学者のラルフ・レンハルトは言います mpia。 「どちらも、若い中心星の周りに分布するガスと塵の原始惑星系円盤内で発生します。」

どちらの方法も「コールド スタート」または「ホット スタート」と呼ばれます。 コールドスタートでは、太陽系外惑星は星を周回する円盤の破片から小石を次々と形成すると考えられています。

破片は、最初に静電的に引き付けられ、次に重力で引き付けられます。 質量が大きければ大きいほど、宇宙で最も軽い2つの元素である水素とヘリウムの暴走蓄積を引き起こすのに十分な大きさになるまで、岩石のコアの周りに巨大なガス状のエンベロープを作成します.

ガスが惑星のコアに向かって落ちて大気を形成するときに熱を失うことを考えると、それは比較的クールなオプションと見なされます.

ホットスタートは、ディスクの不安定性としても知られており、ディスク内の渦巻く不安定な領域が重力によって直接崩壊するときに発生すると考えられています。 結果として得られる物体は、ガスがより多くの熱を保持するため、岩石コアのない完全に形成された太陽系外惑星です。

コールド スタートまたはホット スタートを経験する太陽系外惑星は、さまざまな速度で冷却する必要があり、その結果、観察できるはずの明確な特性が得られます。

研究者は、HD-114082b の特性はホットスタート モデルに適合しないと述べています。 それらのサイズと質量は、最初の降着とより一致しています。 それでも、そのサイズの割にはかなり大きいです。 異常な核が含まれているか、何か他のことが起こっています。

「ホットスタートのアイデアをあきらめるのは時期尚早」 レンハルト 言う. 「私たちが言えることは、巨大惑星の形成についてはまだよくわかっていないということだけです。」

太陽系外惑星は、天文学者が半径と質量の測定値を得た、3000 万年未満であることがわかっている 3 つの惑星のうちの 1 つです。 これまでのところ、3 つすべてがディスク不安定性モデルと互換性がないようです。

3 は明らかにサンプル サイズが非常に小さいですが、3 対 3 は、おそらく 2 つの中で一次蓄積がより一般的であることを示しています。

「この傾向を確認するには、そのような惑星がさらに必要ですが、理論家は計算を再評価し始める必要があると考えています。」 ザホザイ 言う.

「私たちの観測結果が惑星形成の理論にどのように反映されるかは興味深いことです。それらは、これらの巨大な惑星がどのように成長するかについての知識を向上させ、私たちの理解のどこにギャップがあるかを教えてくれます。」

に発表された研究 天文学と天体物理学.

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