チェコの天文学者は、最近まで惑星だった褐色矮星を発見した。

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2024-06-27 17:17:25

研究者らは、この発見のために、TESS（トランジット系外惑星探索衛星）衛星観測所のデータと、アリゾナ州とチリの地上望遠鏡のデータを使用し、トランジット天体BD-14 3065bの特徴を明らかにした。

BD-14 3065b は、質量が木星の 12.4 倍、半径が木星の 1.9 倍で、観測されたトランジット褐色矮星の中で 2 番目に密度が低い。1 位は Rik 72b で、23 億歳の BD-14 3065b とは異なり、非常に若く (500 万歳) 高温である。

「褐色矮星は、非常に高温で誕生したガス状の天体です。そのときに、褐色矮星は自然に最も大きくなります。徐々に冷えるにつれて、サイズは小さくなります。RIK 72bのような若い天体のサイズが大きいことは予想されており、よく理解されていますが、BD-14 3065bはその年齢の2倍小さいはずです。そのサイズを説明するのは興味深いパズルでした」と、科学誌に掲載された研究の主著者であるチェコ共和国科学アカデミー天文研究所のヤン・シュブヤク氏は説明した。 天文学と天体物理学。

チェコ科学アカデミーで働くこのスロバキア人専門家に加え、彼のチェコ人およびその他の外国人の同僚もこの研究に参加した。

褐色矮星とは何ですか?

褐色矮星は、恒星と惑星の中間にあるガス状の天体として定義されます。しかし、恒星とは異なり、熱核反応で水素を燃焼しません。しかし、重水素を燃焼する点が惑星とは異なります。

• 重水素は 2H 原子核を持つ原子で、その原子核には陽子 1 個と中性子 1 個があり、特に原子質量が通常の水素と異なります。異なる元素ではないにもかかわらず、化学記号 D が割り当てられることがよくあります。

褐色矮星は誕生当初から非常に高温で、熱核反応の速度は温度に大きく左右されるため、若いうちは非常に激しい燃焼が起こります。燃焼は重水素が尽きるか、褐色矮星の温度が下がりすぎて燃焼が続けられなくなるまで続きます。これは褐色矮星の質量によって異なります。質量の大きいものは貯蔵されている重水素をすぐにすべて燃やし尽くしますが、質量の小さいもの (惑星の境界付近にあり、木星の質量の約 12 倍) は貯蔵されている重水素をすべて燃やし尽くすことなく冷却します。

近くの星との激しい相互作用

BD-14 3065b は、太陽から水星までの距離の 6 分の 1 の距離を、わずか 4.3 日の公転周期で恒星の周りを非常に近い距離で回っています。このような近さでは、恒星からの放射と恒星との潮汐相互作用は非常に強力です。

科学者によると、BD-14 3065b の大きさを理解する鍵は、恒星との相互作用により天体内部に分散されたエネルギーです。

恒星の近くにあるガス状の太陽系外惑星の研究のおかげで、その内部を加熱して膨張を引き起こすいくつかのメカニズムが分かっています。

「しかし、今回の場合、これらのメカニズムはいずれも、観測された大きさを説明するにはエネルギーが不十分であることが判明しました。しかし、この天体は太陽系外惑星と褐色矮星の境界にあるため、おそらくその生涯の大半で非常にゆっくりとした速度で重水素を燃焼しており、重水素は未だに未使用のエネルギー源となっています。恒星との相互作用による内部温度の上昇は、熱核反応の速度を急激に増加させ、これにより観測された大きさをすでに説明することができます」と、ハーバード大学天体物理学センターおよび米国スミソニアン協会でも研究を行っているシュブジャク氏は説明した。

重水素の大量燃焼は比較的最近始まった

しかし、BD-14 3065b は誕生以来ずっと恒星の周りを回っているのに、なぜずっと前に重水素の蓄えを使い果たしていないのでしょうか?

天文学者によれば、その理由は、この恒星が最近、いわゆる主系列を離れ、「赤色準巨星」となり、大きさがほぼ2倍になったためだという。

「これがパズルの最も重要なピースでした。最近サイズが大きくなったことで、天体間の相互作用が強まり、BD-14 3065bに蓄積されたエネルギーの量も増えました。つまり、このような激しい重水素の燃焼はつい最近始まったということです」とシュブヤク氏は付け加えた。

つまり、オブジェクトの古い時代です。

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