슈퍼지구와 미니 해왕성 사이에 질량이 있는 행성의 희소성을 설명하는 모델 - Sciencetimes

새로 태어난 행성에 작용하는 힘의 상호작용을 설명하는 새로운 모델은 현재까지 목록에 포함된 3,800개 이상의 행성계에서 반복적으로 나타난 두 가지 수수께끼 같은 관찰을 설명할 수 있습니다.

“반지름 계곡”으로 알려진 한 퍼즐은 지구 반경의 약 1.8배인 외계행성의 희귀성을 나타냅니다. NASA의 케플러 우주선은 이 크기의 행성을 지구보다 반지름이 약 1.4배 큰 슈퍼지구와 지구보다 반지름이 약 2.5배 큰 미니 해왕성을 관찰한 것보다 약 2~3배 덜 자주 관찰했습니다. “꼬투리 속의 완두콩”으로 알려진 두 번째 미스터리는 수백 개의 행성계에서 발견된 비슷한 크기의 이웃 행성을 가리킵니다. 여기에는 TRAPPIST-1과 Kepler-223이 포함되며, 이 또한 거의 음악적 조화를 이루는 행성 궤도를 특징으로 합니다.

이번 주에 발표된 연구의 교신 저자인 Rice University의 André Izidoro는 “나는 우리가 행성 형성 및 역학 진화 모델을 사용하여 관측의 여러 제약을 일관되게 설명하는 모델을 사용하여 반경 계곡을 설명하는 최초의 사람이라고 믿습니다”라고 말했습니다. 천체 물리학 저널 편지. “우리는 또한 거대한 충돌을 포함하는 행성 형성 모델이 외계 행성의 꼬투리 속의 완두콩 특징과 일치한다는 것을 보여줄 수 있습니다.”

Rice의 NASA 자금 지원을 받는CLEVER Planets 프로젝트의 Welch 박사후 연구원인 Izidoro와 공동 저자는 슈퍼컴퓨터를 사용하여 행성 이동 모델을 사용하여 행성 시스템 개발의 첫 5천만 년을 시뮬레이션했습니다. 이 모델에서, 젊은 행성을 생성하는 가스와 먼지의 원시 행성 원반도 그들과 상호 작용하여 그들을 모성으로 더 가까이 끌어당기고 공명 궤도 사슬에 가둡니다. 사슬은 수백만 년 이내에 끊어지며, 원시행성 원반이 사라지면서 궤도가 불안정해 두 개 이상의 행성이 서로 충돌하게 됩니다.

행성 이동 모델은 공명 궤도 사슬을 유지하는 행성 시스템을 연구하는 데 사용되었습니다. 예를 들어, Izidoro와 CLEVER Planets 동료는 2021년 이동 모델을 사용하여 TRAPPIST-1의 7개 행성 시스템이 폭격 중에 견딜 수 있고 조화로운 궤도 구조를 유지할 수 있는 최대 혼란량을 계산했습니다.

새로운 연구에서 Izidoro는 CLEVER Planets의 연구원 Rajdeep Dasgupta 및 Andrea Isella, 라이스, 로스앤젤레스 캘리포니아 대학의 Hilke Schlichting, 독일 하이델베르그에 있는 막스 플랑크 천문학 연구소의 Christian Zimmermann 및 Bertram Bitsch와 협력했습니다. .

Izidoro는 “젊은 행성이 호스트 항성으로 이동하면 과밀 상태가 발생하고 종종 대격변 충돌을 일으켜 수소가 풍부한 대기를 행성에서 제거합니다”라고 말했습니다. “그것은 우리의 달을 형성한 것과 같은 거대한 충돌이 아마도 행성 형성의 일반적인 결과라는 것을 의미합니다.”

연구에 따르면 행성에는 두 가지 “맛”이 있습니다. 건조하고 암석이 많으며 지구보다 50% 더 큰 슈퍼 지구와 얼음이 풍부하고 지구보다 약 2.5배 더 큰 미니 해왕성입니다. Izidoro는 새로운 관측이 결과를 뒷받침하는 것 같다고 말했습니다. 이는 슈퍼 지구와 미니 해왕성이 모두 건조하고 암석이 많은 세계라는 전통적인 견해와 상충됩니다.

그들의 발견을 바탕으로 연구원들은 NASA의 James Webb 우주 망원경으로 테스트할 수 있는 예측을 했습니다. 예를 들어, 그들은 지구 크기의 약 2배인 행성의 일부가 태초의 수소가 풍부한 대기를 유지하고 물이 풍부할 것이라고 제안합니다.

이 연구는 NASA(80NSSC18K0828), Welch 재단(C-2035-20200401) 및 유럽 연구 위원회(757448-PAMDORA)의 자금 지원을 받았습니다.

스토리 출처:

재료 에 의해 제공 라이스 대학교. 원본은 Jade Boyd가 작성했습니다. 참고: 콘텐츠는 스타일과 길이에 따라 편집될 수 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/11/221107153441.htm