9번 행성이 존재합니까? 300광년 떨어진 외계가 희망을 준다

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3보다 큰 외계행성이 있다고 생각하는 것은 이상하다. 천조 킬로미터 떨어진 곳은 우리 태양계의 바깥 부분 깊숙한 곳에 있는 9행성의 존재를 간접적으로 뒷받침할 수 있지만, 여기 우리가 있습니다. HD 106906b는 확실히 이상한 사람입니다. , 그러나 그것이 존재한다는 사실은 우리 자신의 시스템에 이와 유사한 것이 있을 수 있음을 의미합니다.



HD 106906은 이진법 , 태양 질량의 약 1.3배에 달하는 두 개의 별이 각각 49일의 궤도를 돌고 있습니다. 그것들은 지구에서 약 340광년 떨어져 있으며, 약 1,500만 년밖에 되지 않은 젊습니다(46억에서 우리 태양은 300배 더 나이가 많습니다). 사실 너무 어리기 때문에 행성을 만드는 물질로 된 파편 원반이 항성 탄생 후 남은 잔해를 여전히 둘러싸고 있습니다. 디스크의 틈은 행성이 항성에서 최대 약 75억 킬로미터까지 공전하고 있을 수 있음을 나타내며, 이 행성계는 우리 행성계의 약 두 배입니다.

하지만. 2014년 천문학자들은 별 주위를 도는 행성을 발견했다고 발표했습니다. 직접 이미징 : 말 그대로 시스템의 이미지로 볼 수 있습니다. HD 106906b라고 불리는 이 별은 목성 질량의 11배에 달하며 현재 별에서 약 1100억 킬로미터 떨어져 있습니다.







쌍성 HD 106906(가면을 가려주는 마스크 뒤, 별 아이콘으로 표시)과 행성 HD 106906b의 처리된 허블 이미지로, 하나의 가능한 궤도를 보여줍니다.확대

쌍성 HD 106906(가면을 가려주는 마스크 뒤, 별 아이콘으로 표시)과 행성 HD 106906b의 처리된 허블 이미지로, 하나의 가능한 궤도를 보여줍니다. 별 주위의 비대칭 디스크는 중심의 오른쪽 상단으로 가장 잘 확장되어 보입니다. 왼쪽이 더 짧고 두껍습니다. 해왕성의 궤도 크기가 표시되며 500AU = 750억km입니다. 신용 거래: NASA, ESA, M. Nguyen(캘리포니아 대학교 버클리), R. De Rosa(유럽 남부 천문대) 및 P. Kalas(캘리포니아 대학교 버클리 및 SETI 연구소)

그것은 매우 먼 길입니다. 해왕성이 태양을 도는 것보다 25배 더 멀리 떨어져 있습니다! 뿐만 아니라 이미지에서 그 위치가 ~ 아니다 디스크와 정렬합니다. 매우 이상합니다. 다른 행성과 같은 평면에서 궤도를 도는 경우 디스크에서 밖으로 선을 확장하면 행성을 가리켜야 합니다. 그렇지 않으므로 궤도가 크게 기울어져 있어야 합니다.

이제 14년에 걸친 허블 우주 망원경 관측을 사용하여, 천문학자들은 행성이 물리적으로 움직이는 것을 볼 수 있었습니다. , 궤도의 추정치를 얻을 수 있습니다. 그리고 네, 이상합니다.

행성은 32밀리각초만큼 움직인 것으로 보입니다.*2004년과 2017년에 찍은 사진 사이의 차이입니다. 이것은 2,000km 떨어진 곳에서 미국 1/4의 겉보기 크기와 같은 아주 작은 양입니다! 나는 그들이 그것을 측정할 수 있었다는 것에 감동했습니다. 그럼에도 불구하고 그것은 행성이 궤도를 따라 약 5억 킬로미터를 여행했음을 의미합니다.

HD 106906b 행성의 운동 모델을 사용하여 계산된 행성 HD 106906b의 잠재적 궤도(흰색 타원)를 보여주는 허블 이미지(2004년과 2017년 사이 삽입 그림 참조). 이 장면에서 내부 디스크가 어떻게 비대칭으로 보이는지 확인하십시오. 크레딧: Nguyen et al.확대

HD 106906b 행성의 운동 모델을 사용하여 계산된 행성 HD 106906b의 잠재적 궤도(흰색 타원)를 보여주는 허블 이미지(2004년과 2017년 사이 삽입 그림 참조). 이 장면에서 내부 디스크가 어떻게 비대칭으로 보이는지 확인하십시오. 신용 거래: Nguyen et al.

그들이 발견한 것은 궤도가 매우 타원적이어서 행성을 700억 킬로미터 가까이, 1800억 킬로미터 떨어져 있다는 것입니다. 공전 주기(행성의 '년')는 약 15,000년이며 실제로 내부 디스크의 궤도에서 50° 이상 기울어져 있습니다.

사실 이것은 디스크에 대한 이상함을 설명할 수 있습니다. 별의 한 쪽은 가늘고 꽤 멀리 뻗어 있지만 다른 쪽은 더 두껍고 별에 훨씬 더 가까운 거리에서 잘립니다. 행성 자체가 그것을 설명할 수 있습니다. 궤도 당 한 번 별에 더 가까이 다가갈 때 디스크를 중력으로 잡아당기고 디스크를 단축시키고 모양을 변경할 수 있습니다.

쌍성 호스트로부터 1,000억 km 이상을 공전하는 초목성 외행성 HD 106906 b를 보여주는 삽화. 행성 형성 물질의 원반이 별을 둘러싸고 있어 별의 나이를 알 수 있습니다. 크레딧: ESA/Hubble, M. Kornmesser확대

쌍성 호스트로부터 1,000억 km 이상을 공전하는 초목성 외행성 HD 106906 b를 보여주는 삽화. 행성 형성 물질의 원반이 별을 둘러싸고 있어 별의 나이를 알 수 있습니다. 신용 거래: ESA / Hubble, M. 곡물 칼

이 부분은 매우 훌륭합니다. 거대한 얼음 물체가 형성되는 디스크의 바깥쪽 범위에 있습니다. 우리 태양계에서 해왕성 횡단 천체(또는 TNO)라고 부르는 것입니다. 이들은 작은 물체에서 수천 킬로미터에 달하는 명왕성만큼 큰 물체까지 다양합니다.

우리는 궤도가 무작위로 기울어져 매우 먼 TNO가 사방으로 흩어져 있어야 한다고 예상합니다. 그러나 수년에 걸쳐 천문학자들은 그들 중 많은 수가 우연히 예상하지 못한 방식으로 궤도가 정렬되어 있음을 발견했지만, 해왕성보다 훨씬 지난 궤도를 돌고 있는 거대한 행성이 있으면 이를 잡아당기고 궤도를 변경합니다. 이 행성은 존재하는 것으로 이론화되었지만 아직 발견되지 않았으므로 지금은 행성 9라고 부릅니다.

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멀고도 먼 가능한 행성의 삽화. 크레딧: Caltech/R. 상처(IPAC)확대

멀고도 먼 가능한 행성의 삽화. 신용 거래: 칼텍/R. 상처(IPAC)

Planet Nine의 존재 여부에 대해서는 여전히 논란의 여지가 있지만 HD 106906b는 그 존재에 대한 확신을 줍니다. 외계 행성의 궤도 크기, 모양 및 기울기는 모두 9행성으로 이론화된 것과 유사하며 HD 106906 디스크가 잘렸다는 사실은 TNO 궤도도 매우 잘 재정렬할 수 있음을 보여줍니다.

문제는 그것이 어떻게 그런 이상한 궤도를 도는가 하는 것입니다. HD 106906b의 궤도를 연구하는 천문학자들은 그것이 별에 훨씬 더 가깝게 형성되었을 것이라고 추측합니다. 별을 둘러싸고 있는 원반은 행성에 일종의 끌림을 가하여 궤도 에너지를 훔쳐 별을 향해 떨어졌을 것입니다(우리는 이것을 궤도 이동 , 그리고 그것이 형성되는 모든 행성계에서 발생하는 흔한 일이라고 생각하십시오). 쌍성 별에 충분히 가까워지면 중력 변화(서로 공전하는 별 때문에)로 인해 고도로 타원 궤도에 진입할 수 있습니다. 그러면 행성을 잡아당기는 지나가는 별이 궤도를 안정화시켜 내부 시스템에서 멀리 떨어지게 할 수 있습니다.

HD106906b의 궤도에 대한 가능한 시나리오. 그것은 쌍성(왼쪽) 가까이에서 형성되었지만, 원반을 끌어당겨 별의 중력이 멀리 떨어뜨릴 만큼 충분히 가깝게 떨어뜨렸다(가운데). 지나가는 별이 그것을 잡아당겨 궤도를 안정시키고 있습니다(오른쪽). 크레디확대

HD106906b의 궤도 진화에 대한 가능한 시나리오. 그것은 쌍성(왼쪽) 가까이에서 형성되었지만, 원반을 끌어당겨 별의 중력이 멀리 떨어뜨릴 만큼 충분히 가깝게 떨어뜨렸다(가운데). 지나가는 별이 그것을 잡아당겨 궤도를 안정시키고 있습니다(오른쪽). 신용 거래: NASA, ESA 및 L. Hustak(STScI)

9행성이 존재한다면 어떻게 궤도에 올라섰는지 말하기는 어렵지만 비슷한 방식으로 진행되었을 수 있습니다. 목성에 가까워졌다면 더 큰 행성이 ​​새총으로 목성을 날려 버렸을 것이고, 다시 지나가는 별은 목성을 안정시켰을 것입니다. 이것이 사실인지 아닌지는 분명하지 않습니다. 물론 먼저 행성을 찾아야 하지만 그럴듯합니다. HD 106906b가 겨우 1,500만 년이 되었기 때문에 태양계의 역사 초기에 이런 일이 일어났을 수도 있습니다.

이 모든 것이 우리에게 말하고 있는 것은 우주는 꽤 이상한 곳이며, 충분한 건축 자재와 시간이 주어지면 이상해 보이는 것들이 실제로는 평범할 수 있다는 것입니다. 위로가 될 뿐만 아니라 짜릿한 : 우주가 우리보다 더 많은 상상력을 가지고 있기 때문에 우리가 아직 생각하지 못한 어떤 것이 발견되기를 기다리고 있습니까?


*1밀리아크초는 1/1000입니다.NS그 자체가 1/3600인 arcsecond의NS정도.