우리는 다른 지구를 놓치고 있습니까? 천문학 자들이 밝혀낸 극적인 새로운 증거

우리는 다른 지구를 놓치고 있습니까?  천문학 자들이 밝혀낸 극적인 새로운 증거

이 그림은 호스트 별의 눈부심에 부분적으로 숨겨져있는 행성을 묘사합니다. 가까운 동반자 별. 여러 쌍성 별을 조사한 후, 천문학 자들은 많은 별 2 개 시스템에서 지구 크기의 행성이 행성이 그 앞을 지나갈 때 별에서 빛의 변화를 찾는 대중 교통 검색에 의해 눈에 띄지 않을 수 있다고 결론지었습니다. 두 번째 별의 빛은 행성이 그 앞을 지나갈 때 숙주 별의 빛의 변화를 감지하기 더 어렵게 만듭니다. 출처 : International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / J. 다 실바

항성 쌍을 연구하는 천문학 자들은 이전에 생각했던 것보다 더 많은 지구 크기의 행성이있을 수 있다는 증거를 발견합니다.

일부 외계 행성 검색에서는 다른 별 주위에있는 지구 크기의 행성의 거의 절반이 누락 될 수 있습니다. Kitt Peak National Observatory의 국제 쌍둥이 자리 천문대와 WIYN 3.5 미터 망원경을 사용하는 팀의 새로운 발견은 지구 크기의 세계가 부모 별의 눈부심 속에 숨겨진 쌍성계에 숨어있을 수 있음을 시사합니다. 모든 별의 약 절반이 이원계이기 때문에 천문학 자들은 지구 크기의 많은 세계를 놓칠 수 있습니다.

크기가 큰 행성은 이전에 실현 된 것보다 훨씬 더 흔할 수 있습니다. NASA Ames Research Center에서 일하는 천문학 자들은 NSF의 NOIRLab 프로그램 인 국제 쌍둥이 천문대의 쌍둥이 망원경을 사용하여 NASA의 TESS 외계 행성 사냥 임무

로 식별 된 많은 행성 호스팅 별을 확인했습니다. 는 실제로 쌍성 별 (쌍성 별이라고 함)의 쌍으로 행성이 쌍의 별 중 하나를 공전하는 곳입니다. 이 쌍성 별을 조사한 후 팀은 많은 별 2 개 시스템에서 지구 크기의 행성이 행성이 그 앞을 지나갈 때 별에서 빛의 변화를 찾는 TESS와 같은 대중 교통 검색에 의해 눈에 띄지 않을 수 있다는 결론을 내 렸습니다. [2] 두 번째 별의 빛이 행성이 이동할 때 숙주 별의 빛의 변화를 감지하기가 더 어렵습니다.

팀은 결정을 내리기 시작했습니다. TESS로 확인 된 외계 행성 호스트 별 중 일부가 실제로 알려지지 않은 쌍성인지 여부. 서로 가까이있는 물리적 쌍의 별은 매우 높은 해상도로 관찰되지 않는 한 단일별로 오인 될 수 있습니다. 그래서 팀은 두 쌍둥이 망원경을 사용하여 외계 행성 호스트 별 샘플을 세밀하게 조사했습니다. 스펙 클 이미징이라는 기술을 사용하여 [3] 천문학 자들은 발견되지 않은 별들의 동반자를 발견 할 수 있는지 알아보기 위해 나섰다.

칠레와 하와이의 쌍둥이 자리 남북 망원경에서 각각`Alopeke 및 Zorro 기기 사용 [4] 팀은 TESS가 잠재적 인 외계 행성 숙주로 식별 한 수백 개의 인근 별을 관찰했습니다. 그들은이 별들 중 73 개가 쌍둥이 자리로 더 높은 해상도로 관찰 될 때까지 단일 빛의 점으로 나타난 진짜 이원성 계임을 발견했습니다. 이 작업을 주도한 NASA의 Ames Research Center의 Katie Lester는“제미니 천문대의 8.1 미터 망원경을 사용하여 외계 행성 호스트 별의 초 고해상도 이미지를 얻고 매우 작은 간격으로 별 동반자를 감지했습니다.

Lester의 팀은 또한 NN-EXPLORE Exoplanet 및 Stellar Speckle Imager (NESSI)를 사용하여 이전에 TESS 외계 행성 호스트에서 발견 된 18 개의 바이너리 별을 추가로 연구했습니다. NSF의 NOIRLab 프로그램 인 Kitt Peak National Observatory에있는 WIYN 3.5 미터 망원경

쌍성을 식별 한 후 팀은 쌍성계에서 발견 된 행성의 크기를 단일 성계의 행성과 비교했습니다. 그들은 TESS 우주선이 하나의 별을 공전하는 크고 작은 외계 행성을 모두 발견했지만 이원계에서는 큰 행성 만 발견했다는 것을 깨달았습니다.

결과는 지구 크기의 행성 인구가 이원계에 숨어있을 수 있으며 TESS 및 다른 많은 행성 사냥 망원경이 사용하는 운송 방법을 사용하여 탐지되지 않을 수 있음을 의미합니다. 일부 과학자들은 대중 교통 검색에서 이원계의 작은 행성이 누락 될 수 있다고 의심했지만, 새로운 연구는이를 뒷받침하는 관측 지원을 제공하고 영향을받는 외계 행성의 크기를 보여줍니다. [5]

“우리는 작은 행성이 두 개의 부모 별의 눈부심으로 인해 길을 잃기 때문에 이원계에서 지구 크기의 행성을 찾는 것이 더 어렵다는 것을 보여주었습니다.”라고 Lester는 말했습니다. 이 연구에 참여한 NASA의 Ames Research Center의 Steve Howell은“그들의 통과는 동반 별의 빛으로 ‘채워져’있습니다. ‘라고 덧붙였습니다.

“별의 약 50 %가 이원계에 있기 때문에 지구와 유사한 많은 행성을 발견하고 연구 할 기회를 놓칠 수 있습니다.”Lester

이러한 실종 된 세계의 가능성은 천문학 자들이 주어진 결론을 내리기 전에 다양한 관측 기법을 사용해야 함을 의미합니다. 바이너리 스타 시스템에는 지구와 같은 행성이 없습니다. “천문학 자들은 그 시스템에 작은 행성이 존재하지 않는다고 주장하기 전에 별이 단일인지 쌍인지 알아야합니다.”라고 Lester는 설명했습니다. “단일이라면 작은 행성이 존재하지 않는다고 말할 수 있습니다. 그러나 호스트가 이진법에 있다면 작은 행성이 동반 별에 의해 숨겨져 있는지 또는 전혀 존재하지 않는지 알 수 없습니다. 그것을 알아 내려면 다른 기법으로 더 많은 관찰이 필요합니다.”

연구의 일환으로 Lester와 동료 또한 TESS가 큰 행성을 감지 한 이원계에서 별이 얼마나 떨어져 있는지 분석했습니다. 연구팀은 외계 행성-호스팅 쌍에있는 별들이 일반적으로 행성이있는 것으로 알려지지 않은 쌍성 별보다 더 멀리 떨어져 있음을 발견했습니다. [6] 이것은 가까운 항성 동료를 가진 별 주위에 행성이 형성되지 않는다는 것을 암시 할 수 있습니다.

“이 반점 영상 조사는 NSF 망원경 시설이 새로 발견 된 행성 시스템을 특성화하고 행성 인구에 대한 우리의 이해를 발전시키는 데 필요한 중요한 필요성을 보여줍니다.”라고 National Science Foundation Division of Astronomical Sciences Program이 말했습니다. 마틴 스틸 경관.

“이것은 외계 행성 연구에서 중요한 발견입니다.”라고 Howell은 말했습니다. “이 결과는 이론가들이 이중성 시스템에서 행성이 어떻게 형성되고 진화하는지에 대한 모델을 만드는 데 도움이 될 것입니다.”

메모

  1. TESS는 Transiting Exoplanet Survey입니다. 위성, NASA의 임무는 전체 밤하늘의 약 75 %를 조사하여 다른 별을 도는 행성을 검색하도록 고안되었습니다. 이 임무는 2018 년에 시작되었으며 3500 개 이상의 외계 행성 후보를 감지했으며이 중 130 개 이상이 확인되었습니다. 위성은 호스트 별을 관찰하여 외계 행성을 찾습니다. 지나가는 외계 행성은 별 앞을 가로 지르고 빛의 일부를 차단함에 따라 호스트 별의 밝기를 미묘하지만 측정 할 수있는 수준으로 떨어 뜨립니다.
  2. 이동 기술은 외계 행성을 발견하는 한 가지 방법입니다. 여기에는 별의 앞을 지나가거나 별을 ‘통과’하고 일부 별빛을 차단함으로써 발생할 수있는 별의 빛이 정기적으로 감소하는 것을 찾는 것이 포함됩니다.
  3. 반점 이미징은 천문학 자들이 빠른 연속으로 많은 빠른 관찰을 통해 대기. 이러한 관측을 결합하면 밤하늘의 별이 반짝 거림으로써 지상 천문학에 영향을 미치는 대기의 흐릿함을 상쇄 할 수 있습니다.

  4. `Alopeke & Zorro는 쌍둥이 자리 남북 망원경에 영구적으로 장착 된 동일한 이미징 기기입니다. . 그들의 이름은 각각 하와이와 스페인어로 “여우”를 의미하며 하와이의 마우나 케아와 칠레의 세로 파숑에있는 각각의 위치를 ​​반영합니다.
  5. 연구팀은 이진 관측시 이동 방법을 사용하여 지구 크기의 두 배 이하의 행성을 감지 할 수 없음을 발견했습니다. 시스템.
  6. 레스터의 팀은 그들이 확인한 외계 행성 호스팅 쌍성들의 평균 분리가 약 100 천문 단위라는 것을 발견했습니다. (천문 단위는 태양과 지구 사이의 평균 거리입니다.) 호스트 행성으로 알려지지 않은 이원성은 일반적으로 약 40 개의 천문 단위로 분리됩니다.
    추가 정보

이 연구는“TSS 외행성 호스트 별의 얼룩 관찰”논문에 발표되었습니다. II. 1-1000 AU의 Stellar Companions and Implications for Small Planet Detection”이 Astronomical Journal .

참조 :“TSS 외행성 숙주 별의 반점 관찰. II. 1-1000 AU의 Stellar Companions 및 Small Planet Detection에 대한 시사점”by Kathryn V. Lester, Rachel A. Matson, Steve B. Howell, Elise Furlan, Crystal L. Gnilka, Nicholas J. Scott, David R. Ciardi, Mark E . Everett, Zachary D. Hartman 및 Lea A. Hirsch, 합격, Astronomical Journal .
arXiv : 2106.13354

팀은 Kathryn V. Lester (NASA Ames Research Center), Rachel A. Matson (미국 해군 천문대), Steve B. Howell (NASA Ames Research Center), Elise Furlan (Exoplanet Science)으로 구성되어 있습니다. Institute, Caltech), Crystal L. Gnilka (NASA Ames 연구 센터), Nicholas J. Scott (NASA Ames 연구 센터), David R. Ciardi (외계 행성 과학 연구소, Caltech), Mark E. Everett (NSF의 NOIRLab), Zachary D Hartman (Lowell Observatory & Georgia State University, 물리학 및 천문학과), Lea A. Hirsch (Kavli 입자 천체 물리 연구소)

미국 지상 센터 인 NSF의 NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) 광 적외선 천문학을 기반으로 국제 쌍둥이 천문대 (NSF, NRC– 캐나다, ANID– 칠레, MCTIC– 브라질, MINCyT– 아르헨티나, KASI– 한국 시설), Kitt Peak National Observatory (KPNO), Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO), Community Science and Data Center (CSDC), Vera C. Rubin Observatory (에너지 부 SLAC National Accelerator Laboratory와 협력하여 운영). NSF와의 협력 계약에 따라 AURA (Association of Research for Research in Astronomy)에서 관리하며 본사는 애리조나 주 투손에 있습니다. 천문 공동체는 애리조나의 Iolkam Du’ag (킷트 피크), 하와이의 마우나 케아, 칠레의 Cerro Tololo와 Cerro Pachón에 대한 천문 연구를 수행 할 기회를 갖게 된 것을 영광으로 생각합니다. 우리는이 장소들이 각각 Tohono O’odham Nation, 하와이 원주민 공동체, 칠레 지역 공동체에 대해 갖는 매우 중요한 문화적 역할과 존경심을 인식하고 인정합니다.

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