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2025-01-04 10:32:00
現代の天文学の時代を一言で表すなら「パラダイムシフトの時代」となるでしょう。
次世代の望遠鏡、機器、機械学習のおかげで、天文学者は宇宙論の謎についてより深い調査を行い、発見をし、先入観を打ち破っています。
これには、科学者が従来、 星雲仮説。この理論は、星系はガスと塵の雲 (星雲) から形成され、それらが重力崩壊を起こして新しい星が形成されると述べています。
その後、残りのガスと塵は新しい星の周りの原始惑星系円盤に沈着し、徐々に合体して惑星が形成されます。当然のことながら、天文学者は惑星の構成が円盤自体の構成と一致すると理論づけています。
しかし、遠く離れた恒星系にあるまだ発展中の系外惑星を調査する際、天文学者のチームは、 不一致を発見した 惑星の大気中のガスと円盤内のガスの間。これらの発見は、原始惑星系円盤とそれらが形成する惑星との関係がより複雑である可能性を示している。
チームは博士研究員が率いていました チーチュン・“ディノ”・スー からの 天体物理学学際探査研究センター ノースウェスタン大学の (CIERA)。
彼と彼の同僚には、カリフォルニア工科大学 (Caltech)、カリフォルニア大学サンディエゴ (UCSD)、およびカリフォルニア大学ロサンゼルス校 (UCLA) の研究者が参加しました。彼らの調査結果を詳しく説明した論文「PDS 70b は恒星のような炭素対酸素比を示します」に最近登場しました。 天体物理学ジャーナルレター。
ハワイのマウナケア山頂にあるWMケック天文台。 (MKO)
研究チームは研究のために次のものに依存しました。 Keck プラネット イメージャおよびキャラクタライザ (KPIC)、 WM ケック天文台、PDS 70b からスペクトルを取得します。このまだ形成中の系外惑星は、地球から約 366 光年離れた若い変光星 (わずか約 500 万歳) の周りを回っています。
これは、原始惑星が形成された星周円盤の空洞内に存在することが天文学者に知られている唯一の惑星であり、出生環境における系外惑星の形成と進化を研究するのに理想的です。
ジェイソン・ワンスー氏に助言したノースウェスタン大学の物理学と天文学の助教授がノースウェスタン・ニュースで説明した。 プレスリリース:
「これは、形成中の惑星と、それらが形成された物質を観察できる星系です。これまでの研究では、このガスの円盤を分析して、その組成を理解していました。初めて、静止惑星の組成を測定することができました。」 -惑星自体を形成し、円盤内の物質と比較して惑星内の物質がどの程度似ているかを確認します。」
最近まで、天文学者は原始惑星系円盤を直接研究して新しい惑星の誕生を追跡することはできませんでした。ほとんどの系外惑星は望遠鏡で観測できるようになるまでに形成が完了しており、出生円盤はその後消滅しています。これらの観測は、科学者たちが系外惑星、出生円盤、主星からの情報を初めて比較したという点で歴史的なものである。彼らの研究は、ワン氏がケック望遠鏡用に共同開発した新しいフォトニクス技術によって可能になりました。
この技術により、スーと彼のチームは、はるかに明るい恒星の存在にもかかわらず、PDS 70b のスペクトルとこの若い惑星系のかすかな特徴を捉えることができました。 「これらの新しいツールを使用すると、非常に明るい天体の隣にある暗い天体の詳細なスペクトルを取得できるようになります。」 言った 王さん。 「ここでの課題は、非常に明るい星の隣に非常に暗い惑星があるということです。大気を分析するために惑星の光を分離するのは困難です。」
「私たちは当初、惑星の炭素と酸素の比率は円盤と似ているのではないかと予想していました。」 言った スーさん。 「しかし、その代わりに、酸素に対する惑星内の炭素の割合が円盤内の比率よりもはるかに低いことが分かりました。これは少し驚くべきことであり、広く受け入れられている惑星形成のイメージがあまりにも単純化されていたことを示しています。」
惑星が形成されている原始惑星系円盤をアーティストが描いたもの。 (ESO/L.カルサダ)
この矛盾を説明するために、研究チームは 2 つの考えられる説明を提案しました。これらには、円盤に炭素が豊富になる前に惑星が形成された可能性や、惑星が主にガスに加えて大量の固体物質を吸収することによって成長した可能性が含まれます。
スペクトルには気体のみが示されていますが、研究チームは、炭素と酸素の一部が氷や塵に閉じ込められた固体から降着した可能性があることを認めています。スーさんはこう言いました。
「観測天体物理学者にとって、広く受け入れられている惑星形成の図は単純化しすぎた可能性があります。その単純化された図によれば、惑星の大気中の炭素ガスと酸素ガスの比率は、出生円盤内の炭素ガスと酸素ガスの比率と一致するはずです。惑星は円盤内のガスを通じて物質を降着させますが、その代わりに、その円盤に比べて炭素と酸素の比率がはるかに低い惑星が発見されました。簡略化したもの。」
「もし惑星が氷と塵を優先的に吸収したとしたら、その氷と塵は惑星に入る前に蒸発しただろう。」 追加した 王さん。
「つまり、ガスとガスを単純に比較することはできないということなのかもしれません。固体成分が炭素対酸素の比率に大きな違いをもたらしている可能性があります。」
これらの理論をさらに調査するために、研究チームは、システム内に誕生したばかりの他の惑星である PDS 70c からスペクトルを取得することを計画しています。
「これら 2 つの惑星を一緒に研究することで、この系の形成史をさらに深く理解できるようになります。」とスー氏は述べています。 言った。 「しかし、これは 1 つのシステムにすぎません。理想的には、惑星がどのように形成されるかをよりよく理解するために、より多くのシステムを特定する必要があります。」
#惑星の奇妙な雰囲気は誕生した円盤と一致しない #ScienceAlert