천문학 자들은 뜨거운 목성으로 알려진 외계 행성에 '현장 가이드'를 제공합니다

뜨거운 목성(Hot Jupiters)은 매우 좁은 궤도에서 호스트 항성 주위를 맴도는 거대한 가스 행성으로, 이론 모델링과 허블 우주 망원경의 관측을 결합한 새로운 연구 덕분에 조금 덜 신비로워졌습니다.

이전 연구는 주로&'뜨거운 목성&'으로 분류된 개별 세계에 중점을 두었습니다. 우리 태양계의 거대한 가스와 표면적으로 유사하기 때문에 새로운 연구는 이상한 세계의 더 넓은 인구를 조사한 첫 번째 연구입니다. 에 게시됨자연 천문학, 애리조나 대학의 연구원이 이끄는 연구는 천문학자들에게 전례 없는&'현장 가이드&'를 제공합니다. 뜨거운 목성에 대한 정보를 제공하고 일반적으로 행성 형성에 대한 통찰력을 제공합니다.

천문학자들은 별 10개 중 약 1개만이 뜨거운 목성 등급의 외행성을 가지고 있다고 생각하지만, 이 독특한 행성은 다른 유형의 외행성보다 크고 밝기 때문에 현재까지 발견된 외계행성의 상당한 부분을 차지합니다. 암석이 많고 지구와 같은 행성이나 더 작고 더 차가운 가스 행성으로. 목성 크기의 약 3분의 1에서 목성 질량 10배에 이르는 크기를 가진 모든 뜨거운 목성은 매우 가까운 거리에서 호스트 항성을 공전합니다. 일반적으로 우리 태양계의 가장 안쪽 행성인 수성이 태양에 훨씬 더 가깝습니다. A"년" 전형적인 뜨거운 목성에서 몇 시간 또는 기껏해야 며칠 지속됩니다. 비교를 위해 수성은 태양 주위를 한 바퀴 도는 데 거의 3개월이 걸립니다.

그들의 가까운 궤도 때문에 전부는 아니지만 대부분의 뜨거운 목성은 호스트 별과 고속 포옹을 하고 한쪽은 별'39;의 복사에 영원히 노출되고 다른 쪽은 가려져 있는 것으로 생각됩니다. 영원한 어둠 속에서. 전형적인 뜨거운 목성의 표면은 거의 화씨 5,000도까지 뜨거워질 수 있습니다. 1,400도에 달하는 표본 - 알루미늄을 녹일 만큼 뜨겁습니다.

애리조나 대학(GG) 스튜어드 천문대의 NASA 세이건 펠로우인 메건 맨스필드(Megan Mansfield)가 주도한 이 연구에서는 팀이 뜨거운 목성의 방출 스펙트럼을 직접 측정할 수 있도록 허블 우주 망원경으로 관측한 내용을 사용했습니다. 허블이 이 행성들을 직접 이미지화할 수 없다는 사실에도 불구하고.

& quot;이 시스템들, 이 별들과 그들의 뜨거운 목성은 개별 별과 그 행성을 해결하기에는 너무 멀리 떨어져 있습니다," 맨스필드가 말했다."우리가 볼 수 있는 것은 둘의 결합된 광원인 점뿐입니다.&따옴표;

Mansfield와 그녀의 팀은 이차 일식으로 알려진 방법을 사용하여 행성을 깊숙이 들여다볼 수 있는 관측 정보를 알아냈습니다.' 대기의 구조와 화학적 구성에 대한 통찰력을 얻습니다. 이 기술은 동일한 시스템에 대한 반복적인 관찰을 포함하며, 행성이 항성 뒤에 떨어질 때를 포함하여 궤도의 다양한 위치에서 행성을 포착합니다.

& quot;우리는 기본적으로 별과 그 행성에서 오는 결합된 빛을 측정하고 그 측정값을 행성이 별 뒤에 숨겨져 있을 때 보는 것과 비교합니다." 맨스필드가 말했다."이렇게 하면 직접 볼 수는 없지만 별의 기여도를 빼서 행성에서 방출되는 빛을 분리할 수 있습니다.&따옴표;

일식 데이터는 연구원들에게 뜨거운 목성 대기의 열 구조에 대한 통찰력을 제공하고 각각에 대한 온도와 압력의 개별 프로필을 구성할 수 있도록 했습니다. 그런 다음 팀은 소위 흡수 기능에 대해 뜨거운 목성 시스템에서 나오는 인간이 볼 수 있는 범위를 약간 넘는 파장 대역인 근적외선을 분석했습니다. 각 분자나 원자는 지문과 같은 고유한 흡수 프로파일을 가지고 있기 때문에 다른 파장을 관찰하면 연구원들이 뜨거운 목성의 화학적 구성에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 행성'39;의 대기에 물이 존재한다면, 그것은 허블이 아주 잘 볼 수 있는 파장 범위에 속하는 1.4마이크론의 빛을 흡수할 것입니다.

& quot;어떤 면에서 우리는 분자를 사용하여 이 뜨거운 목성의 대기를 스캔합니다." 맨스필드가 말했다.&"우리가 관찰한 스펙트럼을 사용하여 대기가 무엇으로 구성되어 있는지에 대한 정보를 얻을 수 있고, 대기의 구조가 어떻게 생겼는지에 대한 정보도 얻을 수 있습니다.&따옴표;

연구팀은 관측 데이터를 정량화하고 뜨거운 목성의 대기에서 작용하는 것으로 여겨지는 물리적 과정의 모델과 비교함으로써 한 단계 더 나아갔다. 두 세트는 매우 잘 일치하여 행성에 대한 많은 예측이' Mansfield에 따르면 이론 작업에 기반한 자연은 정확한 것으로 보입니다. Mansfield는 그 발견이&"그들이 보장된 것이 아니기 때문에 흥미진진합니다.&따옴표;

결과는 연구에 포함된 19개뿐만 아니라 모든 뜨거운 목성에는 물과 일산화탄소와 같은 유사한 분자 집합과 더 적은 양의 다른 분자가 포함될 가능성이 있음을 시사합니다. 개별 행성 간의 차이는 대부분 이러한 분자의 상대적인 양을 변화시키는 것과 같습니다. 이 발견은 또한 관찰된 수분 흡수 특성이 뜨거운 목성에서 다음 목성까지 약간 다르다는 것을 보여주었습니다.

& quot;종합해보면, 우리의 결과는 우리가 이 행성의 화학에서 일어나는 큰 그림 항목을 알아낼 수 있는 좋은 기회가 있다는 것을 말해줍니다." 맨스필드가 말했다."동시에 각 행성은 고유한 화학적 구성을 가지고 있으며 이는 우리가 관찰하는 것에도 영향을 미칩니다.&따옴표;

저자에 따르면, 그 결과는 천문학자들이 이전에 연구된 적이 없는 뜨거운 목성을 볼 때 무엇을 볼 수 있을지에 대한 기대치를 안내하는 데 사용될 수 있습니다. NASA' #39;의 뉴스 주력 망원경인 제임스 웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope)이 12월 18일에 출시될 예정인데, 웹이 훨씬 더 넓은 범위의 적외선을 볼 수 있기 때문에 외계행성 사냥꾼들은 흥분하고 있습니다. 뜨거운 목성을 포함한 외계행성을 자세히 살펴보세요.

& quot;우리는 일반적으로 행성이 어떻게 형성되는지에 대해 아직 모르는 것이 많이 있으며, 어떻게 그런 일이 일어날 수 있는지 이해하려고 노력하는 방법 중 하나는 이 뜨거운 행성의 대기를 보는 것입니다. 목성과 그들이 어떻게 그들이 있는 곳인지 알아내는 것," 맨스필드가 말했다.&"허블 데이터로 흡수율을 연구해서 추세를 볼 수 있는데, 대기 전체의 구성을 이야기할 때, 그 밖에도 살펴보고 싶은 중요한 분자들이 많이 있습니다. 일산화탄소와 이산화탄소, 그리고 JWST는 그것들도 실제로 관찰할 수 있는 기회를 줄 것입니다.&따옴표;