지난 2 세기 반 동안, 과학자들은 우리 자신을 포함한 행성 시스템의 기원을 구상하는 과학자들은 특정 장면에 중점을 두었습니다. 신생아의 별 주위의 회전 디스크, 포터 바퀴의 점토와 같은 가스와 먼지로 인해 행성을 조각하는 행성을 조각했습니다.
.그러나이 아이디어를 테스트하는 데 실제로 외계 행성을 발견함으로써 소용돌이 치는 문제로부터 합산 된 것입니까? 아직 운이 없습니다. 애리조나 대학교 (University of University of Arizona)의 천체 물리학자인 루오 빙 동 (Ruobing Dong)은“요즘은 모두가 원형질의 디스크로 형성된다”고 말했다.
지난 몇 년 동안의 발전은 이론적으로 오랫동안 머물지 않을 것이라고 제안합니다. 거대한 지상 망원경에 장착 된 2 세대 악기를 사용하여 몇몇 팀은 마침내 몇 개의 원형 형성 디스크의 내부 영역을 해결하여 예상치 못한 수수께끼의 패턴을 발견했습니다.
최신 전망은 4 월 11 일에 유럽 남부 천문대가 젊고 햇볕이 잘 드는 별 주위에 8 개의 디스크 이미지를 발표했을 때, 아마도 우리의 태양계가 초기 단계에서 어떻게 보이는지를 보여줍니다.
이미지는 행성의 명확하고 모호하지 않은 조명을 보여주지 않습니다. 그러나 이러한 시스템과 다른 시스템에는 간접적이지만 유아 행성이 숨어있을 수 있다는 힌트가 포함되어 있습니다. 일부 디스크는 비닐 레코드와 같으며, 젊은 세계가 조각 할 수있는 고리와 틈이 있습니다. 다른 경우에는 별빛이 디스크의 상단과 하단 표면을 비추고 요요와 유사한 구조를 형성합니다.
천문학자가 이와 같은 장소에서 배아 행성을 찾을 수 있다면, 보상은 광범위하게 될 것입니다. 천문학의 가장 깊은 아이디어 중 하나를 증명하는 것 외에도 행성이 형성되는 곳의 정량적 측정은 행성의 태어난 방법에 대한 전쟁 이론을 구별하는 데 즉시 도움이 될 것입니다.
코어 accretion이라고 불리는 행성 형성에 대한 한 가지 설명은 행성이 천천히 형성되어 바위 코어 주위와 별에 가까운 지역에서 합쳐져 있다고 주장합니다. 또 다른 이론은 디스크의 중력 불안정성에 호소하며, 거대한 행성은 별에서 멀리 떨어져 빠르게 합쳐질 수 있음을 시사합니다. 현재 이러한 아이디어는 우리의 태양계 및 외계 시스템에서 현재 행성의 분포에 대해 테스트 할 수 있습니다. 그러나 그들은 행성이 스스로 마이그레이션하고 재 배열하기 전에 아직 진행중인 과정에 대해 연구를받지 못했습니다.
이 시스템을 연구하는 천문학 자들은 통일되고 미완성 된 퀘스트를 제공합니다. 어둡고 먼 거리, 어수선한 디스크를보십시오. 아기 행성을 사냥하십시오. 그리고 오랫동안, 수세기 동안 기대 한 후에는 우주를 가로 지르는 수많은 세계를 형성하는 기본 과정을 풀기 시작합니다.
직접 탐지
원형 형성 디스크에서 행성을 검색 할 때는 자신이보고 있음을 쉽게 설득 할 수 있습니다. 이 디스크를 연구하는 천문학 자들은 이미 내부에 숨어있는 여러 반점의 빛을 발견했습니다. 예를 들어, 최근 5 월 6 일, 국제 팀은 CS Cha라는 시스템에 숨어있는 거대한 행성의 징후를보고했습니다. 그러나 지금은이 얼룩은 단순한 행성 후보로 남아 있으며, 세계는 확인되지 않았습니다.
Amherst College의 천문학자인 Katherine Follette는“우리는 기술의 매우 털이 많은 우위에 있습니다. "디스크에 내장 된 행성의 경우 절대적으로 그들 중 하나는 여전히 여전히 여전히 논쟁의 여지가 있습니다."
이 모호성은이 행성을 특별하게 만드는 동일한 지저분한 환경과 밀접한 관련이 있습니다.
검색을 이끄는 하나의 악기는 칠레의 아타 카마 사막의 매우 큰 망원경에 장착되어 있으며, 최근 8 개의 원형 성형 디스크 이미지를 얻었습니다. Follette가 작업하는 또 다른 하나는 다른 칠레 산의 라이벌 악기 인 Gemini Planet Imager (GPI)입니다.
둘 다 더 간접적 인 서명에 의존하는 외계 행성을 연구하기위한 대부분의 기술과 달리 다른 별 주변의 행성에서 광자를 잡도록 설계되었습니다. 둘 다 디스크가 이미 침식 한 깔끔한 오래된 태양계에서 훈련을받을 때 해석하기 가장 쉬운 데이터를 생성합니다.
이 카메라는 먼 스포트라이트의 가장자리에 앉아있는 파이어 플라이를 찾는 것과 같이 밝은 호스트 별에서 희미한 빛의 핀 프릭을 껍질을 벗기는 방법이 필요합니다. 그들은 대기의 변동을 추적 한 다음 자체 광학을 실시간으로 뒤로 보상하기 위해 적응 형 광학을 사용합니다. 이것은 지구의 울부 짖는 공기를 취소하여 밤하늘을 윙크하여 더 높은 해상도를 달성합니다. 그들은 또한 별에서 빛을 차단하는 coronagraphs를 사용합니다.
또한,이 행성 사냥 카메라는 차동 이미징이라는 또 다른 트릭을 사용합니다. 예를 들어 구체는 다른 편광 필터를 통해 두 개의 동시 사진을 촬영합니다. 스타 라이트 자체는 편광되지 않으므로 스타는 두 버전 모두에서 동일하게 보입니다. 빼낼 수 있습니다. 그러나 빛이 흩어지면 양극화됩니다. 이를 통해 천문학자는 디스크 나 행성에서 튀어 나온 광자를 강조 할 수 있습니다.
그런 다음 알고리즘은 남은 빛의 지점을 검색합니다. 그러나 디스크 내에서 행성을 찾을 때 알고리즘은 신생아의 덩어리와 구름을 혼란스럽게 할 수 있습니다.
Follette와 동료들은 지난 몇 년 동안 이러한 잘못된 신호를 분석하려고 노력했습니다. 그들은 또한 모든 행성의 행동과 마찬가지로 Kepler의 운동 법칙에 따라 호스트 스타를 공전하지 않는 것 같은 수수께끼의 행성 후보를 연구했습니다.
.한편, 행성이 펼쳐지는 또 다른 길은 동시에 있습니다. Sphere와 GPI는 분명히 형성 세계를 발견하지 못했지만, Protoplanetary 디스크 자체의 가장 날카로운 사진을 찍었습니다.
마침내이 디스크는 행성 형성과 연결될 수있는 이상한 특징의 menagerie를 호스팅합니다. 캘리포니아 기술 연구소 (California Institute of Technology)의 천체 물리학자인 Konstantin Batygin은“게임이 완전히 바뀌 었습니다. "그것은 혁명적이었다."
문제는 이러한 특징을 추정 행성과 연결하는 데 있습니다. 그리고 그것은 쉽지 않습니다. Follette는“우리는 디스크에 대해 행성의 징시로서 이야기합니다. "하지만 그들이 행성의 징후라면 아직 해석하는 방법을 모르는 행성입니다."
나선형 요람
2012 년에 처음 발견 된 눈에 띄는 패턴을 고려하십시오. 최소한 6 개의 원형 성형 디스크로, 나선형 은하의 팔과 같은 씨 껍질 소용돌이에 가스와 먼지가있는 것 같습니다.
.천체 물리학 자들은이 나선형 무기를 만드는 것을 설명하기위한 두 가지 주요 아이디어를 가지고 있습니다. 둘 다 수십 년 전 은하계 나선 이론에서 빌려줍니다. 이 아이디어에 따르면, 신생아 별 주위에 회전하는 가스와 먼지가 천상의 교통 체증으로 쌓이기 시작합니다. 그러나 초기 콧물을 유발해야합니다.
천문학 자들은 무거운 디스크로 둘러싸인 별 (궤도의 별보다 1/4 이상의 무게가있는 별)에서 중력 불안정성이 재료를 나선형 팔로 쌓을 수 있다고 제안했습니다. 그러나 연구자들은이 질량 임계 값보다 훨씬 낮은 것으로 보이는 많은 나선형 디스크를 발견하여 다른 메커니즘이 작동하고 있음을 암시합니다.
아마도 숨겨진 인형극은 책임을 져야합니다. 2015 년, Arizona Astrophysicist Dong이 이끄는 팀은 목성보다 약간 더 큰 거대한 행성이 나선형 소용돌이를 유발할 수있는 방법을 보여주는 시뮬레이션을 구축했습니다. 행성은 팔 끝에 앉아서 별을 끄는 것처럼 나선을 끌어 당길 것입니다. 이 경우, 모든 나선형은 필드의 궁극적 인 채석장을 향한 거대한 화살과 같습니다. 태어나는 과정의 행성.
2016 년 동의 팀은 이러한 나선이 거대한 몸에 의해 유발 될 수 있다는 증거를 발견했습니다. 이 경우, 스타 HD 100453을 공전하는 트리거링 객체는 난쟁이 별이었으며, 이는 행성보다 발견하기가 더 쉽습니다. 그러나 그것은 개념의 증거 역할을했습니다. Dong은“그 후 사람들은 모델에서 더 많은 것을 믿기 시작했습니다.
팔 팁 행성 자체를 찾으면 거래가 봉인 될 것이지만 천문학 자들은 여전히 기다리고 있습니다. Astrophysical Journal Letters 의 최근 논문에서 , Johns Hopkins University의 연구원 인 Bin Ren이 이끄는 팀은 10 년 이상 MWC 758의 나선형의 데이터를 수집하고 분석했습니다.
이 기간 동안 Ren의 분석에 따르면, 소용돌이는 연간 약 6 분의 1의 정도로 약간 회전했을 수 있습니다. 이 회전은 600 년마다 별을 끄는 팔 끝의 거대한 행성에서 예상 될 것이라고 Ren은 말했다. 그러나 그러한 행성이 존재한다면 여전히 숨어 있습니다.
물론, 나선형이 행성과 결정적으로 연결되어 있더라도 모든 신생아 세계로가는 길을 이끌어 내지 않을 것입니다. 시뮬레이션에서는 가스 거대 행성 만 나선형 패턴을 그리기에 충분히 무겁습니다. 작은 세계는 다른 수단을 통해 발견되어야 할 것입니다. 그리고 모든 protoplanetary 디스크를 호스트하는 것은 아닙니다.
예를 들어, 햇빛과 같은 별 주위의 디스크의 새로운 구체 이미지에는 나선형 팔이 없습니다. 하이델베르크에서 맥스 플랑크 천문학 연구소 (Max Planck Instit 균열의
행성
2014 년 가을, 천문학 자들은 칠레 안데스의 라디오 요리 컬렉션 인 Alma를 테스트하는 테스트를 통해 그들이 찾을 수있는 가장 거대한 원형 형성 디스크에서 훈련하기로 결정했습니다. HL Tauri라는 시스템에서 빈 틈과 두꺼운 고리의 결과적인 그림이 나중에 내부 앨마 회의에서 전시되면 쇼가 중단되었습니다.
칠레의 Diego Portales University의 천문학자인 Lucas Cieza는“우리는 방금 회의의 나머지 부분을 HL Tau에 대해 이야기했습니다. 그 차이를 살펴보면, 조립 된 과학자들은 행성에 의해 생산되었는지 여부에 대해 토론했습니다. Alma 과학자들은 나중에 Tw Hydrae라는 다른 근처 시스템의 이미지를 연구했으며, 이는 훨씬 더 많은 세부 사항을 보여줍니다. 그러나 어느 시스템도 절차가 행성이나 다른 것에 의해 발생하는지에 대한 문제를 해결할 수 없습니다. Cieza는“논쟁은 여전히 진행 중입니다
나선과 마찬가지로 행성과 기타 효과는 틈새를 조각 할 수 있습니다. 행성은 수천 ~ 수백만 년에 걸친 틈새를 개척 할 것입니다. 궤도에 따라 디스크 재료를 자체로 당기고 지구의 궤도에서 흩어져 빈 그루브를 남겨 둡니다.
이 중력 조각은 누적 될 것입니다. 버클리 캘리포니아 대학교의 천체 물리학자인 제프리 곰팡이 (Jeffrey Fung)는 목성보다 더 큰 것이 필요하지만 세상은 해왕성의 크기 또는 지구의 눈에 띄는 차이를 만들 수 있다고 말했다.
."이 행성들은 모두 오늘날의 악기로 쉽게 볼 수있는 충분한 간격을 열 가능성이 있습니다." 결정적으로, 이러한 격차는 작은 행성의 형성을 연구 할 수있는 유일한 단기 기회 일 수 있습니다.
행성이 아닌 경우 이러한 격차를 취할 수있는 것은 무엇입니까? 디스크의 자기장은 난기류 영역으로 이어질 수 있으며, 비어 있고 자기 "죽은 구역"이되는 것과 멀리 떨어진 재료를 휩쓸 수 있습니다. 또는 화학의 급격한 변화는 행성의 작용을 모방하는 간격을 유발할 수 있습니다. 예를 들어 태양계의 스노우 라인은 물이 증기로 존재하는 뜨거운 내부 디스크와 물이 고체 입자로 얼어 붙는 외부 디스크 사이의 경계를 나타냅니다. 일산화탄소 및 암모니아와 같은 다른 화합물에 대해서도 유사한 전이가 발생합니다.
혼란은 천문학 자들이 답변 키를 찾고 있습니다. Fung은“가장 좋은 시나리오는 실제로 행성을 틈새로 본다는 것입니다. 기술적으로, 현재의 기술은 행성 자체를 선택하지 않고, 더 작고 우선적 인 재료 디스크가 하나에 떨어질 것입니다. 그러한 신호가 나선형 또는 간격에 연결될 수 있다면 관찰자는 세계와 디스크 기능 사이에서 앞뒤로 번역을 시작하는 데 도움이됩니다.
대기가 너무 길지 않을 수 있습니다. Cieza는“내가 본 가장 흥미로운 것들은 출판되지 않았다”고 말했다. "우리는 앞으로 몇 달 안에 매우 흥미로운 일이 많이 오는 것을 기대할 수 있습니다."
차세대 망원경도 도움을 줄 수 있어야합니다. James Webb Space Telescope는 적외선 파장의 디스크 내부를 피할 수 있으며 행성을 직접 볼 수 있습니다. 이번에는 2020 년까지 출시가 다시 지연되었습니다.
GPI 팀을 이끌고있는 스탠포드 대학교의 브루스 매킨토시 (Bruce Macintosh)는이 법에서 행성 형성을 포착하는 과제는 30 미터 클래스 망원경의“아름다운 과학 사례”라고 말했다. 현재 칠레로 건설되고있는 매우 큰 망원경과 같은 크기의 관측소는 원형 형성 디스크 내부에서 더 작은 구조를 해결할 수 있습니다.
Dong은 이런 일이 일어날 때마다 행성 형성 사례가“획기적”이라고 말했다. 세계의 탄생에 대한 수학적 취침 시간 이야기는 실제 데이터로 실시간으로 재생 될 것입니다. "그것은 우리가 어디에서 왔는지에 대한 근본적인 질문과 관련이 있습니다."
