지구는 독특합니까? 한때 웅장한 철학적 질문이었던 것은 지난 20 년 동안 다른 별 (우리의 우주 사촌) 주변에서 수천 개의 행성이 발견되어 과학적 인 것입니다.
.이를 해결하는 한 가지 방법은 오늘날의 지구 기술을 사용하여 외계인의 태양 광 시스템을 검색하는 외계인을 상상하는 것입니다. 8 개의 행성 중 어느 것이 찾을 수 있습니까? 대답은 목성이며 유일한 목성입니다. 우리의 외계 행성 검색 기술은 주기적 중력 예인선을 통해 또는 주기적으로 별의 빛을 깜박임으로써 행성의 행성의 영향을 찾습니다. 목성은 수십 년 동안의 방사선 속도 조사를 통해 (현재) 태양에 대한 감지 가능할 것입니다. 목성의 대략적인 질량과 궤도를 측정 할 수 있습니다. 그 문제는 다음과 같습니다. 알려진 외계인들 사이에서 Sun-Jupiter 시스템과 유사한 시스템이 얼마나 흔한가?
약 1 %. 목성과 비슷한 질량을 가진 가스 거인은 태양과 같은 별 10 개 중 약 1 마리가 발견됩니다. 그러나, 그 중 10 개 중 약 1 명만이 행성에는 "목성과 같은"궤도가있어 지구보다 훨씬 넓고 원형에 가깝게 궤도가 나타납니다. 물론, 우리는 여전히 태양과 같은 다른 별들 주위에 지구 나 금성, 토성 또는 해왕성에 대한 데이터가 없습니다. 그러나 그것은 시작입니다.
태양계의 독창성을 측정하는 두 번째 방법은 덴마크 코펜하겐에있는 Star and Planet Formation의 센터에서 Nanna Bach-Møller와 Uffe Jørgensen에서 비롯됩니다. 그들은 주어진 시스템의 행성 수와 행성의 궤도 형태 사이의 관계에 대한 주장을 기반으로합니다. Royal Astronomical Society의 월간 통지 에 10 월에 논문에 발표 된 그들의 분석의 주요 부분 , "궤도 편심"입니다. Kepler의 궤도 운동 법칙은 행성이 타원에 따라 호스트 스타를 공전한다고 말합니다. 타원의 편심은 그것이 얼마나 늘어난 지에 대한 척도입니다. 편심이없는 타원은 원입니다. 편심이 1에 접근함에 따라 타원은 무한히 뻗어 나옵니다.
원형 궤도의 행성은 별 주위의 일정한 속도로 움직이는 동안, 편심 궤도의 행성은 별에 더 가까이있을 때 더 빠르게 움직입니다. 과학자들은 다른 기술을 사용하여 외계 행성에 대한 궤도에 대한 궤도 속도의 이러한 변화를 감지 할 수 있습니다.
Bach-Møller와 Jørgensen은 연구자들이 이미 궤도 편심을 측정하거나 추정 한 외계 행성의 전체 샘플을 수집하여 시작했습니다. 그런 다음 각 시스템의 모든 행성에 대해 "평균 편심"을 계산했습니다. 그들은 행성이 더 많은 시스템이 편심이 낮은 경향이 있음을 발견했습니다.
이것은 큰 놀라움이 아닙니다. 과학자들은 제한된 범위의 궤도 거리 내에서만 외계 행성을 검색 할 수 있습니다. 세탁기 크기의 골판지 상자를 상상해보십시오. 각 상자 (러시아 인형과 같은)에 각 상자를 다른 상자 안에 넣어야한다면 큰 상자 안에 몇 개의 작은 상자를 넣을 수 있습니까? 대답은 그것이 그들의 모양에 달려 있다는 것입니다. 상자가 모두 멋지고 정사각형이라면 서로 안에 수십 개 이상을 넣을 수 있습니다. 그러나 하나의 상자조차도 뻗어있는 기타 모양의 상자라면 큰 상자 안에 더 적은 수의 상자가 들어갈 수 있습니다.
궤도에 대한 아이디어도 마찬가지입니다. 원형 궤도의 행성은 뻗어 있고 편심 한 궤도의 행성보다 훨씬 더 가깝게 포장 될 수 있습니다. 그리고 궤도가 편심이 많을수록 외계 행성을 검색 할 수있는 궤도 거리의 범위에 적합 할 수 있습니다.
연구원들은 궤도에있는 궤도에 숫자를 넣었습니다. 그들은 주어진 시스템의 행성의 수와 평균 편심이 하나의 예외만으로 원활한 관계를 따른다는 것을 발견했습니다. 단일 행성이있는 시스템은 약간 떨어져 있습니다. 이 시스템은 누적 중력 차기를 통해 교차 할 때까지 모양을 바꾸는 거의 순회 된 궤도에서 많은 행성으로 시작했을 수 있습니다. 이것은 일부 행성을 성간 공간으로 발사 한 중력 산란 이벤트를 밀접하게 만들었을 것입니다!
비교적 원형 궤도에 8 개의 행성이있는 태양계는 추세에 적합합니다. 규모의 감각을주기 위해 목성과 토성의 편심은 약 5 %입니다. 지구의 약 1.7 %; 금성과 해왕성은 모두 1 % 미만입니다. 이러한 추세를 통해 연구원들은 편심이 다른 외계 행성의 발생률을 사용하여 우리만큼 많은 시스템을 가지고있는 시스템 수를 추정합니다. 그들의 답변 :약 1 %, 우리가 Sun-Jupiter 시스템을 사용하여 추정 한 것과 동일합니다.
물론, 우리는 행성의 완전한 인구 조사가 있기 때문에 (적어도 해왕성의 궤도 내에) 태양계의 "상자"는 외계인을 찾을 수있는 궤도 범위보다 훨씬 큽니다. 이것은 해석을 혼란스럽게합니다.
컨텍스트에 무언가를 넣을 때 1 %는 까다로운 숫자입니다. 표준을 벗어나기에 충분히 드 rare니다. 실제로, 모든 별의 약 절반은 수은이 태양보다는 별에 더 가까운 궤도에 "슈퍼 고리"행성을 가지고있는 것처럼 보이지만 우리는 그렇지 않습니다. 1 %는 완전히 예상치 못한 일이 될 정도로 빈번하며, 우리는 우리 자신의 목성에 대한 소수의 합리적인 아날로그를 발견하는 것을 포함하여 우리의 태양계가 완전한 이상하지 않다는 징후를 발견했습니다.
.이것이 우리 시스템이 어디에서 왔는지에 대해 무엇을 알려주나요? 지난 10 년 동안 우리의 태양계가 어떻게 형성되는지 이해하는 데 상당한 진전이 있었지만 주요 질문은 여전히 남아 있습니다. 우리의 행성 진화에서 분기점은 무엇 이었습니까? 우리가 찾은 대부분의 외계주기에 비해 목성이 다른 이유는 무엇입니까? 그리고 지구와 같은 바위 행성의 성장과 생존은이 그림에 어떻게 맞습니까? 대답은 우리 궤도의 모양에있을 수 있습니다.
Sean Raymond는 프랑스의 보르도 천체 물리학 실험실에서 일하는 미국 천체 물리학 자입니다. 또한 Science and Fiction (Planetplanet.net)의 인터페이스에 블로그를 작성하고 최근에 천문학시를 출판했습니다.
