연구원들은 우리의 은하계가 우주 고아들로 가득 차 있다고 생각합니다. 일반적이지만,이 도적 행성은 특히 지구의 크기 범위에있을 때 발견하기가 어렵습니다.
이 어려움에도 불구하고; 캘리포니아 공과 대학 (Caltech)의 박사후 학자 인 Przemek Mróz와 바르샤바 대학교의 천문학적 천문대의 Radosław Poleski를 포함한 국제 천문학 자 팀은 마을과 지구의 크기와 대량으로 자유롭고 질식하는 행성이라고 생각하는 것을 발견했습니다.
이 발견은 Exoplanet 조사 분야에서 가장 큰 발전을 나타냅니다.
Poleski는“우리는 우주에서 멀리 떨어진 매우 외로워 보이는 행성을 발견했습니다. “상상할 수 있다면 지구는 다른 많은 행성으로 둘러싸인 샌드 박스에 있으며 태양의 빛입니다. 이 행성은 그렇지 않습니다. 정말 혼자입니다.”
팀이 발견 한 도적 행성 (OGLE-2016-BLG-1928)은 지금까지 가장 작은 프리 플로팅 행성으로 여겨진다. 그것은 바르샤바 대학교에 기반을 둔 폴란드 천문 프로젝트 인 Ogle (Optical Gravitational Lensing Experiment)에 의해 수집 된 데이터에서 발견되었습니다. 2016 년 Ogle이 발견 한 최초의 기록 된 자유 플로팅 행성과 같은 이전에 발견 된 도적은 목성에 더 가깝습니다.
“우리는 지금까지 가장 작은 자유 플로팅 행성 후보를 발견했습니다. 행성은 지구보다 작을 것입니다. 지구 형성 이론의 예측과 일치합니다.”Mróz-Astrophysical Journal Letters 에 발표 된 팀의 연구의 저자 - zme science에 대해 설명합니다. “ 자유 플로팅 행성은 직접 관찰하기에는 너무 희미합니다. 우리는 광 굽힘 중력을 통해 중력 미세 렌즈를 사용하여 감지 할 수 있습니다.”
.상황의 중력
이 팀은 중력 미세 렌싱 기술을 사용 하여이 방황하는 행성을 발견했으며, 종종 태양계 외부 행성을 발견하는 데 사용되었습니다. 외계 행성은 종종 직접 관찰 할 수 없으며, 가능한 경우 부모 별과의 방사선과의 상호 작용의 결과입니다. 예를 들어, 외계인이 별 앞에서 건너 가서 방출하는 빛의 일부를 차단할 때의 디밍 효과는 나타납니다. 분명히, 불량 행성은 부모의 별이 없기 때문에 이러한 상호 작용이 없어서 마이크로 렌즈 이벤트를 발견하는 유일한 방법입니다.
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Mróz는“프리 플로팅 행성 또는 별인 렌즈 객체가 지구 기반 관찰자와 먼 소스 별 사이를 통과 할 때 마이크로 렌즈는 발생합니다. “ 관찰자는 소스 스타의 짧은 밝게 측정 할 것입니다.
Mróz는 마이크로 렌즈 이벤트의 지속 시간이 중력 렌즈 역할을하는 물체의 질량에 달려 있다고 설명합니다. “렌즈가 덜 방량할수록 마이크로 렌즈 이벤트가 짧아집니다. 일반적으로 며칠 동안 지속되는 관찰 된 사건의 대부분은 별에 의해 발생합니다.”라고 Mróz는 말합니다. “프리 플로팅 행성에 기인 한 마이크로 렌싱 사건은 일반적으로 거의 몇 시간 동안 지속되므로 발견하기가 어렵습니다. 우리는 자유 플로팅 행성으로 인한 간단한 밝게를 발견하기 위해 하늘의 같은 부분을 매우 자주 관찰해야합니다.”
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마이크로 렌싱 이벤트의 지속 시간을 측정함으로써 빛 곡선 천문학 자의 모양은 렌즈 물체의 질량을 추정 할 수 있습니다. 이것이 바로이 자유 플로팅 행성이 대략 지구 크기인지 확인하는 방법입니다. Poleski는“따라서 블랙홀이나 자유 플로팅 행성과 같은 매우 희미한 물체를 발견 할 수 있습니다. “우리는이 행사를 발견했으며,이 행사는 41 분 거리에 있습니다. 그리고 그것은 가장 짧은 이벤트입니다.”
Poleski는 시스템에 다른 렌즈 바디가 부족하다는 것은이 팀에게 자유 플로팅 행성의 매우 강력한 후보라고 말했다. 그는 다음과 같이 덧붙입니다.“우리는 그것이 매우 짧은 타임 스케일 때문에 행성이라는 것을 알고 있으며, 우리는 그 옆에 별이 보이지 않기 때문에 자유 플로팅이라고 생각합니다.”
.로그. 자유 플로팅 행성이 우주만을 방황하게되는 방법
천문학 자들은 자유 플로팅 행성들이 실제로 '일반적인'행성과 같은 방식으로 별 주위의 원형질 디스크에 형성된 것으로 생각합니다. 어느 시점에서, 그들은 예를 들어 시스템의 다른 행성과 다른 신체와의 중력 상호 작용 후에 부모의 행성 시스템에서 배출됩니다.
.Mróz는“일부 저 질량 행성은 행성 시스템 형성의 초기 단계에서 부모의 행성 시스템에서 배출 될 것으로 예상됩니다. “행성 형성 이론에 따르면, 대부분의 배출 행성은 지구보다 작아야합니다. 행성 형성의 이론은 배출 된 행성의 전형적인 질량이 0.3 ~ 1.0 지구 질량이어야한다고 예측합니다. 따라서이 사건의 속성은 이론적 기대에 맞습니다.”
이 자유 플로팅 도적 행성은 상당히 흔한 것으로 여겨지지만 연구자들은 발견하기가 너무 어렵 기 때문에 확신 할 수 없습니다. Mróz는“현재의 연구에 따르면 지구에서 지구에서 슈퍼 지구 질량 범위의 넓은 플로팅 또는 넓은 궤도 행성의 주파수는 별의 주파수와 비슷합니다.”라고 Mróz는 말합니다. “이 숫자는 짧은 시간 규모의 미세 윤활 이벤트의 몇 가지 목격을 기반으로하기 때문에 매우 불확실합니다. 그러나 프리 플로팅/넓은 궤도 행성이 별보다 빈번하다면, 우리는 우리보다 짧은 타임 스케일 사건을 훨씬 적게 관찰했을 것입니다.”
.연구원은 이러한 물체가 비교적 일반적이지만, 이들로 인한 마이크로 렌스 이벤트를 관찰 할 가능성은 여전히 매우 작습니다. Mróz는“소스, 렌즈 및 관찰자 인 세 가지 물체는 거의 완벽하게 정렬되어야합니다. "우리가 소스 별 하나만 관찰했다면, 소스가 소액 화되는 것을보기 위해 거의 백만 년을 기다려야 할 것입니다."
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실제로, 팀의 연구의 특별한 요소 중 하나는 이러한 짧은 기간 렌즈 이벤트가 현재 망원경의 민감도를 감안할 때 관찰 할 수없는 것으로 여겨졌다는 것입니다.
“놀랍게도 현재 기술을 통해 우리는 짧은 시간 이벤트를 정의 할 수 있다는 것이 었습니다.”라고 Poleski는 말합니다. "이전 레코드를 몇 배로 이겼다면 특히 놀랍습니다."
낸시 그레이스 로마 망원경과 미래의 도적 정찰
Mróz에게는 여전히 Ogle-2016-BLG-1928에 대한 답변을보고 싶은 질문이 있습니다. 주로, 그것이 확실히 자유 플로팅 행성임을 확인합니다.
“우리는 지구가 자유 플로팅인지 아닌지 확실하지 않습니다. 우리의 관찰은 지구상에서 9 억 9 천만 마일의 천문학 단위 내에서 10 개의 천문학 단위 내에 별이 많은 동반자의 존재를 배제하지만 지구에는 더 먼 동반자가있을 수 있습니다.”라고 Mróz는 말합니다. “태양계의 도플 갱어에 의해 마이크로 렌싱 이벤트를 관찰하고 있다고 상상해 봅시다. 목성이나 토성이 미세 윤활 이벤트를 일으킨 경우 마이크로 렌스 이벤트 라이트 곡선에서 태양의 시그니처를 볼 수 있습니다. 그러나 천왕성이나 해왕성의 미세 혈류 사건은 태양과는 거리가 멀기 때문에 자유 플로팅 행성의 사건처럼 보일 것입니다.”
.다행히도 Mróz는 자유 플로팅과 넓은 궤도 행성을 구별 할 수 있어야한다고 말합니다. 연구원은“렌즈는 하늘의 소스 별에 비해 움직이고 있으며, 이벤트 이벤트 이후 몇 년 후 렌즈와 소스는 하늘에서 분리되어야한다”고 연구원은 정교화했다. “렌즈에 별이 많은 동반자가 있다면, 우리는 그 위치에 약간의 빛을 볼 것입니다. 그것이 자유 플로팅 행성이라면 우리는하지 않을 것입니다.”
이 방법은 단순 해 보일 수 있지만 Mróz는 기존 망원경이 충분히 강력하지 않기 때문에 지금 적용 할 수 없다고 말합니다. 여기에는 Ogle Sky Survey를 일으킨 장기 관찰을 수행 한 도구가 포함됩니다. 팀이 마이크로 렌즈 이벤트 Ogle-2016-BLG-1928을 발견 한 데이터.
.Poleski는“[OGLE-2016-BLG-1928의 발견은 일반적으로 마이크로 렌스 이벤트에 대한 더 큰 검색의 일부였으며, 이는 여러 단계로 수행합니다. “ 한 단계에서, 나는 넓은 궤도 행성, 즉 천왕성과 유사한 행성, 해왕성 및 비슷한 궤도를보기 시작했습니다. 그리고 그것들을 찾는 동안, 나는 일반적으로 후보 미세 혈관 이벤트 목록을 선별했고 이것을 발견했습니다.”

곧 NASA의 Nancy Grace Roman Telescope는 Microlensing 이벤트에 대한 검색을 인수 할 것이지만 그 동안 Ogle 및 기타 프로젝트의 데이터가 여전히 검사됩니다. “우리는 이제 더 많은 데이터가 있고 다른 설문 조사도 데이터를 수집하고 있습니다. 그래서 우리는 그것들을 분석하기를 희망합니다.”라고 Poleski는 말합니다. “장기적인 미래는 Nancy Grace Roman Space Telescope의 출시입니다. 허블 망원경과 유사한 망원경이 될 것입니다. 새로운 적외선 및 적외선 카메라와 허블 우주 망원경보다 카메라 필드가 더 큰 카메라 필드가 있습니다.
"라만 망원경의 주요 프로젝트 중 하나는 자유 플로팅 행성을 포함한 마이크로 렌스 행성을 찾는 데있어 은하 팽창을 관찰하는 것입니다."
.Mroz, P., Poleski, R., Gould, A. et al .,‘가장 짧은 타임 스케일 소액 렌즈 이벤트에서 감지 된 지상 질량 도적 행성 후보자, 천체 물리학 저널 레터 , [2020] doi :10.3847/2041–8213/abbfad