과학자들이 불량 행성의 질량과 거리를 결정합니다 – 별이 없는 세계

대부분의 행성은 적어도 한 가지 측면에서 설명할 수 있습니다. 즉, 별 주위를 돌기 때문에 찾기가 다소 쉽습니다. 대중교통은 별빛을 떨어뜨립니다. 흔들림은 별의 스펙트럼을 조금씩 움직입니다. 드물기는 하지만 직접적인 이미지라도 일반적으로 별의 눈부심과 행성의 반사 또는 열광에 의지합니다.

그러나 자유롭게 떠다니는(또는 "불량") 행성은 그런 기능을 전혀 제공하지 않습니다. 그것은 명백한 모성 없이 은하계를 떠돌고 있으며, 배경과 조화를 이룰 만큼 차갑고 어둡습니다. 수년 동안 연구자들은 이 외로운 세계에 대한 후보를 찾아내었지만 그 물체가 실제로 얼마나 거대했는지 확신을 가지고 말할 수는 없었습니다.

이제 Science에 발표된 연구에서 , 국제 팀은 동일한 이벤트에서 질량과 거리를 모두 직접 측정할 수 있는 최초의 자유 부동 행성 후보를 보고하여 오랫동안 지속된 "행성 여부"를 효과적으로 회전시킵니다. 수치화된 결과를 추측해 보세요.

팀의 분석에 따르면 질량이 목성 질량의 0.219배인 렌즈 물체는 토성보다 약간 가볍거나 지구 질량의 약 70배에 달합니다. 우리로부터의 거리는 은하수 중심 방향으로 약 9,950~10,000광년에 달합니다.

렌즈에 담긴 배경의 '근원'별은 적색거성으로 추정됩니다.

불량 행성을 찾는 것이 왜 그렇게 골치 아픈가

행성에 별이 없으면 고전적인 외계 행성 기술은 대체로 무너집니다. 일반적인 행성과 달리 불량 행성은 밝은 호스트 별 앞을 깔끔한 일정으로 지나가지 않으므로 반복되는 환승 신호가 없습니다. 또한 측정 가능한 방사형 속도 흔들림을 생성하는 방식으로 눈에 보이는 별을 잡아당기지 않습니다. 아주 어려서 아직 따뜻하지 않은 한, 빛을 너무 적게 발산하여 그 자체로는 눈에 띄지 않습니다.

그러면 중력 마이크로렌즈라고 불리는 중력에만 관심을 갖는 방법이 남게 됩니다. 전경의 물체가 시선을 넘어 멀리 있는 배경 별을 바라보면 물체의 중력이 휘어져 짧은 시간 동안 별의 빛을 확대합니다. 배경 별이 잠시 밝아졌다가 정상으로 돌아옵니다. 관찰하면 천문학자들은 무언가가 앞쪽을 지나갔다고 추론할 수 있습니다.

마이크로렌즈는 밝아지는 현상의 모양과 기간이 렌즈 물체의 질량에 대한 정보를 암호화한다는 약속으로 천문학자들을 항상 유혹해 왔습니다. 문제는 질량과 거리의 다양한 조합으로 동일한 광도 곡선이 생성될 수 있다는 것입니다. 이것이 전형적인 마이크로렌즈의 '대량-거리 축퇴'입니다. 독립적인 거리 추정이 없으면 질량은 불확실한 상태로 유지되며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

실제로 이는 마이크로렌즈로 감지된 많은 불량 행성 후보들이 불명예에 빠졌다는 것을 의미했습니다. 그들은 행성처럼 보였지만, 불편한 거리 선택으로 인해 갈색 왜성(행성보다 무겁고 별보다 가벼운 물체)과 같은 다른 것으로 부풀어오르게 될 수 있습니다.

행운의 정렬

이 새로운 결과의 중심에 있는 사건은 2024년 5월 3일 은하계 중심 근처의 밀집된 별장을 향해 관찰되었습니다. KMTNet 네트워크(호주, 남아프리카, 칠레의 망원경)와 칠레의 OGLE 조사 등 지상 기반 조사에서 이를 포착했습니다. 우주의 물체 이름이 충분히 혼란스럽지 않은 것처럼 두 공동 작업에서는 동일한 마이크로렌즈 이벤트에 대해 KMT-2024-BLG-0792 및 OGLE-2024-BLG-0516이라는 두 가지 이름을 부여했습니다.

반전은 ESA의 가이아 우주선이 우연히 매우 다른 관점에서 적절한 순간에 동일한 하늘 조각을 보고 있었다는 것입니다. 가이아는 지구에서 약 200만 킬로미터 떨어진 태양-지구 L2 라그랑주 지점 근처에 위치하여 동일한 마이크로렌즈 플래시에서 팀에게 두 개의 분리된 "눈"을 제공했습니다.

더 좋은 점은 가이아가 그 사건을 한 번만 포착한 것이 아니라는 점입니다. 사건 위치에 따른 우주선의 스캐닝 패턴의 기하학적 구조로 인해 Gaia는 대략 15~16시간 동안 배율이 가장 중요한 정점 주위에 모여서 6번의 측정값을 기록했습니다.

마이크로렌즈 조사에 따르면 대부분의 자유 부유 행성 후보는 목성보다 작으며 종종 해왕성 이하 범위에 있는 것으로 나타났습니다. 가장 무거운 행성과 가장 가벼운 갈색 왜성 사이에서 연구자들은 때때로 "아인슈타인 사막"이라고 불리는 희박한 지역에 대해 논의했습니다. 이 격차는 마이크로 렌즈 현상이 시간 척도에 걸쳐 어떻게 분포하는지와 렌즈 특성을 추론하는 것과 관련이 있습니다. 이 영역에 토성 질량 물체가 착륙하는 것은 "아마도 이것들은 모두 작은 세계일지도 모른다"에서 "인구가 더 다양할 수도 있다"로 대화를 유도하기 때문에 흥미롭습니다.