해왕성보다 작지만 지구보다 큰 XNUMX개의 외계 행성으로 구성된 희귀한 시스템이 모두 서로 공명하는 궤도를 가지고 있는 것으로 발견되었습니다. 이 시스템은 다음과 같은 천문학자들에 의해 발견되었습니다. 라파엘 루크 시카고 대학의 연구진은 행성이 XNUMX억년 전 형성된 이래로 이러한 구성을 그대로 유지해 왔다고 제안했습니다.
행성 보물 창고는 또한 태양계에 없는 신비한 행성인 "미니 해왕성"을 특성화할 수 있는 최고의 기회 중 하나를 제공합니다.
이 행성들은 약 110067광년 떨어진 HD 100이라는 주황색 별을 공전하고 있습니다. NASA는 가장 안쪽에 있는 두 개의 행성인 b와 c를 발견했습니다. 외계 행성 탐사 위성 통과 (테스) 미션. Luque와 동료들은 행성 b와 c의 궤도가 공명하고 있음을 발견했습니다. 이는 이들의 공전주기가 9.114일과 13.673일의 비율이 2:3이기 때문이다. 또한 데이터에는 행성 b나 c에 기인할 수 없는 잘못된 통과가 있었습니다.
b와 c의 공명 궤도를 고려하면 HD 110067 시스템에 다른 이동 행성이 있다면 궤도 공명을 공유할 수 있다는 것이 합리적입니다. 불량 통과 이벤트를 시작점으로 사용하고 d라는 세 번째 행성이 행성 c와 2:3의 궤도 비율을 가질 수 있다고 추측함으로써 팀은 행성 d가 다음에 통과할 시기를 예측할 수 있었습니다. 그들은 유럽 우주국(European Space Agency)의 연구를 따라갔습니다. 의 Cheops 망원경으로 예측한 대로 행성을 발견했습니다.
20.519일인 행성 d의 공전 주기로부터 Luque의 팀은 e라는 네 번째 행성을 예측할 수 있었습니다. 이 행성은 30.793일의 궤도를 가지며 d 행성과 2:3 공명을 이루고 할당되지 않은 행성 중 하나와 일치합니다. TESS가 본 대중교통.
라플라스 각도
TESS 데이터에는 설명할 수 없는 통과가 여전히 여러 개 있었습니다. 이러한 통과가 어떤 행성에 속하는지 알아내기 위해 Luque 팀은 목성의 위성 중 일부의 공명 궤도를 연구했던 XNUMX세기 수학자 피에르 시몬 라플라스(Pierre-Simon Laplace)가 정한 공명 궤도의 복잡한 규칙을 활용했습니다.
목성의 위성과 마찬가지로 HD 110067의 행성은 "서로에게 가하는 교란이 커지지 않도록 항상 서로 특정 각도 내에 있어야 합니다"라고 팀원은 말합니다. 앤드루 콜리어 카메론 방사형 속도 기술을 사용하여 행성의 질량을 측정하는 데 중점을 둔 세인트 앤드루스 대학교의 교수입니다.
Cameron이 언급한 각도는 Laplace 각도라고 하며 안정적인 궤도 구성을 제공합니다. 그것들로부터 벗어나면 시간이 지남에 따라 중력 섭동이 커지게 됩니다. 그 결과 행성들은 공명 상태에서 벗어나 서로 교차하는 궤도로 보내져 충돌할 가능성이 높습니다.
라플라스 각도가 어떻게 되어야 하는지 추정함으로써 Luque의 팀은 행성 f와 g가 각각 41.0575일과 54.7433일의 궤도 주기를 가질 것이라고 예측할 수 있었습니다. 이는 케플러 데이터에 남아 있는 설명되지 않은 두 개의 통과와 일치했습니다. 행성 e와 f, f와 g 쌍은 각각 3:4 궤도 공명을 가지고 있습니다.
별의 거주 가능 구역 내에서 더 넓은 궤도에 HD 110067을 공전하는 더 많은 행성이 있을 가능성이 있습니다. 그러나 더 많은 행성이 있는 경우 TESS나 CHEOPS 모두 통과를 기록하지 않았습니다. 이것은 일곱 번째 또는 여덟 번째 행성을 찾으려는 시도가 "맹목적인 탐색"이 될 것임을 의미한다고 Luque는 말합니다. "그러나 만약 운이 좋아서 추가 행성을 발견한다면 거주 가능성에 대한 잠재적인 전망 때문에 확실히 매우 흥미로울 것입니다."
그러나 조만간 더 많은 행성을 찾을 가능성은 없습니다. 예를 들어, 75일 궤도에 행성이 있다면 CHEOPS는 한 번의 통과를 관찰하기 위해 적어도 그 시간 동안 HD 110067을 관찰해야 합니다. 그러나 Luque가 설명하는 것처럼 시간을 관찰하는 것은 매우 소중합니다. "우리는 시스템에서 알려진 행성의 매개변수를 개선하는 데 관측 자원을 투자하는 것을 선호합니다."
행성의 특성화
대신 시스템에 대한 추가 작업에는 질량 측정에 따라 알려진 행성의 매개변수를 정제하는 작업이 포함됩니다. 각 행성의 반경은 별 앞으로 이동할 때 얼마나 많은 별빛을 차단하는지에 따라 결정됩니다. 크기는 지구 반경 1.9에서 2.85 사이입니다. 질량은 행성이 어떻게 별을 흔들게 하는지를 살펴보는 시선 속도 측정에 의해 결정됩니다. 반경과 질량이 모두 알려지면 행성의 밀도를 계산할 수 있습니다. 행성의 대기가 두꺼운지 여부는 제임스 웹 우주 망원경으로 확인할 수 있습니다.
지금까지 질량은 세 개의 행성, 특히 행성 b(5.69 지구 질량), d(8.52 지구 질량) 및 f(5.04 지구 질량)에 대해서만 얻어졌습니다. 이 작업은 다음을 사용하여 수행되었습니다. HARPS-노스 악기 갈릴레오 국립 망원경 카나리아 제도와 CARMENES 분광기 3.5미터에서 칼라 알토 천문대 스페인에서.
Cameron은 "나머지 세 개의 행성은 여전히 우리의 탐지 능력보다 약간 낮은 수준으로 비행하고 있습니다."라고 말합니다. 특히 항성 활동은 행성의 시선 속도 신호를 가릴 수 있습니다. "그러므로 다음으로 해야 할 일은 행성의 질량을 결정할 수 있도록 방사형 속도로 더 깊이 파고드는 것입니다."
오리온 성운에서 떠도는 불량 행성 쌍 발견
이동 시간 측정은 행성 질량을 측정하는 또 다른 방법을 제공합니다. 행성이 별을 공전할 때 중력이 서로를 뒤로 당기거나 속도를 높일 수 있어 행성이 이동하는 것으로 보이는 시점에 약간의 불일치가 발생할 수 있습니다. 불일치의 크기는 중력에 의한 끌어당김과 그에 따른 질량에 의해 결정됩니다.
이 행성들이 어떤 모습인지에 관계없이, 공명 궤도에 존재하는 것만으로도 주목할 만합니다. 이론에 따르면 이러한 공명으로 인해 행성이 형성되었다고 합니다. 일반적으로 이러한 공명은 지나가는 별이나 약탈하는 거대 행성의 중력 섭동에 의해 파괴되지만 HD 110067 주변에서는 이런 일이 일어나지 않은 것 같습니다.
"동적으로 안정된 환경이 주어지면 이러한 이상적인 종류의 행성계가 형성될 수 있으며 더욱 놀랍게도 실제로 매우 오랜 시간 동안 생존할 수 있습니다."라고 Cameron은 말합니다.
따라서 HD 110067은 행성 형성 직후의 구성을 유지하면서 시간을 통한 창을 제공할 수 있습니다.
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