천문학 자들은 행성 중 하나를 제외한 모든 행성이 드문 리듬으로 부모의 별을 공전하는 독특한 외계 행성 시스템을 발견했습니다. 이 발견은 우리 자신의 태양계 - 형태의 행성을 어떻게 포함시키는 지에 대한 우리의 아이디어를 수정해야 할 수 있습니다.
베른 대학교와 제네바 대학교의 천문학자를 포함한 팀은 망원경과 유럽 남부 천문대 (ESO)의 매우 큰 망원경 (ESO)의 조합을 사용하여 스타 TOI-178을 관찰하기 위해 Constrellation Sculptor에서 우리에게서 200 년의 빛을 관찰했습니다.
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언뜻보기에 천문학 자들은 별이 단지 두 개의 외계 행성에 의해 궤도에 올랐다고 믿었습니다. 둘 다 같은 궤도를 가졌습니다. 그러나 면밀한 검사는 놀라운 일이 밝혀졌습니다. 6 개의 행성은 서로 리듬 춤에 갇혀 있습니다.
“추가 관찰을 통해 우리는 별을 대략 같은 거리에서 별을 공전하는 두 개의 행성이 아니라 매우 특별한 구성으로 여러 행성이 있다는 것을 깨달았습니다.
이 리듬은 출생 이후 우주 사건에 의해 방해받지 않은 스타 시스템을 보여줍니다. 그러나이 시스템 내에서도 혼란의 척도가 존재하며, 구성 행성의 구성은 조화로운 궤도만큼 드문 부조화 밀도를 나타냅니다.
이 시스템은 지구 크기의 1 ~ 3 배 범위의 행성으로 구성되며, 질량은 지구보다 1.5 배에서 30 배입니다. 일부는 바위가 많고 지구보다 큰 슈퍼 고리보다 큽니다. 다른 사람들은 태양계의 외부 바디처럼 기체적이지만 미니 넥타이라고 불리는 외계 행성 등이 훨씬 작습니다.
Leleu는“궤도 운동의 리듬 조화와 무질서한 밀도 사이의 대조는 행성 시스템의 형성과 진화에 대한 우리의 이해에 확실히 도전한다. .
공명의 외계인
별 자체에 가장 가까운 TOI-178 주변의 모든 외계 행성은 궤도의 반복 패턴으로 공명을 관찰 할 수 있습니다. 이러한 반복 궤도는 행성이 부모의 스타를 고리함에 따라 정기적으로 정렬된다는 것을 의미합니다.
비슷한 덜 복잡한 공명은 행성이 아니라 목성의 달 3 개가있는 자체 태양계에서 찾을 수 있습니다. IO는 Ganymede의 모든 궤도에 대해 4 개의 전체 궤도를 완성하는 한편 Europa의 모든 궤도에 대해 2 개의 전체 궤도를 완성합니다. 이것은 4 :2 :1 공명으로 알려져 있습니다.
그러나 TOI-178의 5 개의 외부 행성은이 달보다 훨씬 더 복잡한 공명 체인을 가지고 있습니다. 외계 행성은 18 :9 :6 :4 :3 공명에 존재합니다. 이는 체인에서 첫 번째 외계 행성 (별에 가장 가까운 두 번째 외계 행성)이 18 궤도를 구성 함을 의미합니다. 체인의 두 번째가 9 개, 세 번째는 6 개, 4 위는 4를 완성하고 5 번째 (6 번째 행성 전체)는 3 개의 궤도를 완성합니다.
이 팀은 위에서 설명한 4 개의 행성의 공명을 취할 수 있었고이를 사용하여 체인의 다섯 번째를 발견하는 데 전반적으로 6 번째이자 마지막 행성입니다.
팀은 외계 행성의 리듬 궤도가 현재 상태보다 시스템을 더 가르 칠 수 있다고 생각합니다. 그것은 심지어 과거의 창을 제공 할 수도 있습니다. Bern 대학의 공동 저자 인 얀 알리 버트 (Yann Alibert)는“이 시스템의 궤도는 매우 잘 정리되어 있으며,이 시스템은 출생 이후 매우 부드럽게 진화했다고 말합니다.
실제로, 시스템의 공명은 그것이 형성 된 이후 비교적 방해받지 않았다는 것을 보여준다. 예를 들어 다른 시스템의 거대한 영향이나 중력 영향으로 인해 생애 초기에 크게 방해가되었을 때 궤도의 연약한 구성이 없어 졌을 것입니다.
불아리 및 장애는 그림을 입력합니다
그러나 TOI-178 외계 행성 내에서 모든 조화가 아닙니다. 그들의 배열과 깔끔하고 정당한 반면이지만, 개별 외계 행성의 밀도와 구성은 훨씬 더 무질서합니다. 우리 태양계에서 관찰 한 것과는 매우 다른 장애입니다.
“이것은 해왕성의 절반이있는 매우 푹신한 행성 바로 옆에 지구와 같은 지구가있는 것으로 보이며, 해왕성의 밀도가있는 행성이 뒤 따릅니다. 제네바 대학교 (University of Geneva)의 팀 멤버 인 나단하라 (Nathan Hara)는 슈퍼 어스와 미니 네트 튜닝 (Mini Neptunes)으로 구성된 시스템을 묘사하고있다.
대부분의 외계 행성의 경우와 마찬가지로, TOI-178 시스템의 행성은 발견하기가 어려웠습니다. 이 팀은 2019 년 12 월에 출시 된 유럽 우주국의 Cheops 위성이 수집 한 데이터를 사용했으며 칠레의 아타 카마 데저트 지역에있는 VLT의 악기와 함께 사용되었습니다.
이 데이터 외에도 팀은 천문학자가 사용하는 가장 일반적인 두 가지 기술을 사용하여 외계 행성을 발견했습니다. 부모 별이 방출하는 빛을 검사하고 행성이 그 앞에서 전달되는 시점을 나타냅니다. 또한, 부모 별 주위의 외계 행성 궤도 궤도는 가벼운 프로파일에서 볼 수있는 '흔들림'을 유발할 수 있습니다.
이 방법의 조합은 팀이 TOI-178의 외계 행성이 부모의 별을 지구보다 훨씬 빠르게 그리고 더 가까운 거리에 태양의 공전하는 것보다 훨씬 더 가까운 거리에 있음을 발견 할 수있었습니다.
공명 체인의 일부가 아닌 가장 내면의 행성은 며칠 만에 가장 빠르고 궤도 TOI-178입니다. 가장 느린 곳에는이 기간에 10 배가 걸리는 궤도가 있습니다.
행성 중 어느 누구도 TOI-178의 거주 가능한 지역으로 여겨지는 곳에서 물이 액체로 존재할 수있는 지역으로 궤도를 공전하지 않는 것 같습니다. 그러나 팀은 공명 체인을 공부하는 것이이 시스템에서 추가 행성을 발견 할 수 있다고 생각합니다.
연구원들은이 독특하고 특별한 시스템을 계속 조사하고 이번 10 년 후반에 작전을 시작할 때 ESO의 매우 큰 망원경 (ELT)과의 강렬한 관찰의 목표가 될 수 있다고 제안 할 것입니다.
ELT는 연구원들이 TOI-178과 같은 별 주변의 Goldilocks 지역의 외계 행성을 직접 이미지를 직접 이미지화하고 대기권을 자세히 연구 할 수 있어야합니다.
이것은 TOI-178 이이 연구가 드러낸 것보다 훨씬 더 많은 비밀을 가지고 있음을 보여줄 수 있습니다.
원래 연구
A. Leleu, Y. Alibert, N.C. Hara, et al, ‘TOI-178의 6 개의 트랜스 팅 행성과 Laplace 공명 체인, Astronomy &Astrophysics , [2021], (doi :10.1051/0004-6361/202039767) .
