Science

인류 최초의 외계행성 발견은 믿을 수 없는 우연이었다

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1990년대 초, 행성의 역사가 만들어졌습니다. 1992년 두 명의 천문학자 Alexander Wolszczan과 Dale Frail은 다음과 같은 논문을 발표했습니다. 자연 태양계 외부의 최초의 행성 발견을 발표합니다.

이 두 개의 외계 행성 또는 외계 행성은 즉시 흥미를 끌었습니다. 그들은 지구의 질량의 4.3배와 3.9배의 암석으로 이루어진 세계였으며, PSR B1257+12 또는 줄여서 리치라고 불리는 밀리세컨드 펄서로 알려진 일종의 죽은 별 주위를 회전하고 있습니다(리치는 민속학에서 강력한 살아있는 죽은 생물입니다). . 1994년에 지구 질량의 0.2배에 달하는 세 번째 외계행성이 펄서를 도는 것이 확인되었습니다.

이제 수백 개의 펄서를 분석한 결과 그러한 외계행성은 믿을 수 없을 정도로 드물다는 것이 밝혀졌습니다.

펄서는 꽤 드뭅니다. 글을 쓰는 시점에 우리은하에서 알려진 것은 약 3,320개에 불과합니다. 지금 천문학자들은 그 중 0.5% 미만이 지구 궤도에 암석으로 된 지구와 같은 세계를 가질 가능성이 있다고 말합니다. 바로 16개의 펄서입니다.

밀리세컨드 펄서는 훨씬 더 희귀하며 우리은하에서 약 550개가 알려져 있습니다. 그것은 인류 최초의 외계 행성 발견을 매우 놀랍게 만듭니다.

모든 죽은 별은 매력적이지만 펄서는 흥미로운 요소에 약간의 발차기를 추가합니다.

그들은 일종의 중성자 별입니다. 그것은 원자 핵융합 수명의 끝에 도달하고, 대부분의 외부 물질을 방출하고, 밀도가 블랙홀에 의해 능가되는 물체로 붕괴된 죽은 별의 핵심입니다. 중성자별은 태양 질량의 최대 약 2.3배에 이를 수 있으며, 지름이 20km(12마일)에 불과한 구체에 포장되어 있습니다.

펄서는 회전하는 중성자 별이며 극에서 방사 광선을 쏘고 있습니다. 펄서가 회전할 때 펄서의 광선이 지구를 지나갈 때 별이 맥동하는 것처럼 보이게 하는 방향입니다. 정말 조밀한 우주 등대를 생각해 보십시오.

그리고 일부 펄서는 밀리초 단위로 매우 빠르게 회전하기 때문에 이러한 광 펄스도 밀리초 단위로 발생합니다. 이것이 의미하는 바를 더 잘 이해하기 위해 여기에서 소리로 변환된 펄서 펄스를 들을 수 있습니다.

이것은 매우 극단적인 환경입니다. 그들이 외계행성을 가질 가능성이 있습니다. 리치와 그 세계가 발견된 이후로 외계행성과 함께 소수의 다른 펄서가 발견되었습니다. 그러나 이러한 행성의 대부분은 거성이며, 그렇지 않은 행성은 펄서에 의해 식인된 백색 왜성의 잔해로 생각되는 초밀도 세계와 같이 약간 이상해질 수 있습니다.

영국 맨체스터 대학의 Iuliana Nițu가 이끄는 천문학자 팀은 펄서 행성이 얼마나 흔한지 알아내고자 했습니다. 그들은 영국의 Jodrell Bank Observatory에서 모니터링한 800개의 펄서에 대한 조사를 수행하여, 궤도를 도는 외행성의 존재를 나타낼 수 있는 펄스의 타이밍에서 일시적인 현상을 찾았습니다.

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“펄서는 ​​믿을 수 없을 정도로 흥미롭고 이국적인 물체입니다.”라고 Nițu가 말했습니다.

“정확히 30년 전, 최초의 외계 행성이 펄서 주변에서 발견되었지만 우리는 이 행성이 어떻게 그러한 극한 조건에서 형성되고 생존할 수 있는지 아직 이해하지 못했습니다. 이들이 얼마나 흔한지, 그리고 어떻게 생겼는지 알아내는 것이 중요한 단계입니다. 이를 향해.”

그들의 검색 매개변수는 20일에서 17년 사이의 궤도 주기로 달 질량의 1%에서 지구 질량의 100배까지의 세계를 찾는 것으로 설정되었습니다. 이 탐색 매개변수는 각각 66일과 98일의 공전 주기를 갖는 리치의 두 세계인 폴터가이스트와 포베터 중 더 큰 세계를 감지했을 것입니다.

연구팀은 샘플에 있는 펄서의 3분의 2가 지구보다 훨씬 무거운 외행성을 가질 가능성이 극히 낮고, 폴터가이스트와 포베터 질량 범위의 외행성을 가질 가능성이 0.5% 미만임을 발견했습니다.

리치 시스템의 작은 외계행성인 Draugr과 유사한 외계행성의 존재는 측정하기가 조금 더 어렵습니다.

작은 질량과 25일의 궤도를 가진 Draugr은 소음 속에서 길을 잃기 때문에 팀 샘플의 95%에서 탐지할 수 없습니다. 얼마나 많은 펄서가 그러한 작은 세계를 수용할 것인지는 불분명합니다. 또는 그 세계가 다중 행성 시스템 외부에 존재하는 것이 가능한지 여부.

800개의 펄서 중 15개는 외계행성 때문일 수 있는 주기적인 신호를 보였다. 그러나 팀은 대부분이 펄서의 자기권에 기인할 수 있다고 생각합니다. 특히 하나의 펄서인 PSR J2007+3120은 후속 외행성 탐사를 위한 유망한 후보처럼 보였습니다.

이는 펄서의 0.5%만이 지구와 같은 세계를 가질 가능성이 있다는 것을 의미하며, 이는 우리가 별에 대해 희귀한 밀리초 펄서가 있는 아주 먼 행성을 우연히 발견할 가능성이 매우 작다는 것을 의미한다고 연구팀은 결론지었습니다.

팀은 또한 펄서 시스템이 외계 행성의 크기나 질량 범위에 치우치지 않는다는 것을 발견했습니다. 그러나 펄서 주변의 그러한 외행성은 극도로 타원 궤도를 가질 것입니다. 이것은 태양계에서 볼 수 있는 거의 원형의 궤도와 극명한 대조를 이루고 있으며, 그것이 어떻게 형성됐든 과정은 갓 태어난 아기 별 주위에 행성을 생성하는 과정과 달랐음을 시사합니다.

이 팀의 연구는 지난주 영국에서 열린 National Astronomy Meeting에서 발표되었으며 왕립천문학회 월간 공지.

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